[發明專利]一種自發電旋轉軸應變監測裝置及系統

在審

• 申請號: 202110429323.2
• 申請日: 2021-04-21
• 公開（公告）號: CN113124815A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 楊國策;續秀忠;馬俊霞
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: G01B21/32
• 分類號: G01B21/32
• 代理公司: 上海元好知識產權代理有限公司 31323
• 代理人: 張靜潔;曹媛

本發明提供一種自發電旋轉軸應變監測裝置及系統，所述應變監測裝置包括：應變片單元，用于安裝于旋轉軸的危險截面處，測量旋轉軸的應變量；采集模塊與應變片單元連接，用于從應變片單元采集應變信號；自修正模塊與采集模塊連接，用于對應變信號進行修正；信號發射模塊，與自修正模塊連接，用于將修正后的應變信號發射傳輸至處理設備，實現應變監測；自發電模塊與電源模塊連接，用于在旋轉軸運轉過程中產生電能，并傳輸至電源模塊；電源模塊與采集模塊、自修正模塊和信號發射模塊連接，用于儲存自發電模塊產生的電能，并為采集模塊、自修正模塊和信號發射模塊提供電能。本發明有效解決了目前應變測試裝置無法長時間工作的技術問題。

技術領域

本發明涉及旋轉機構長時監測技術領域，特別涉及一種自發電旋轉軸應變監測裝置及系統。

背景技術

旋轉軸是大部分旋轉設備關鍵輸送機構之一，它的運行穩定性對設備有著重要影響，旋轉軸作為旋轉設備的主要構件，承擔設備全部的動力傳輸。對于需要長時間工作的設備，該類設備一般工期緊，設備在使用過程中，如果不出故障會24小時連續作業。

由于長時工作設備的旋轉軸機構，無法定期拆換檢修，只能等到出故障的時候進行檢修，從而導致旋轉軸出現故障之前無法及時發現并維修，因此經常會出現斷軸現象。

為有效監測長時設備旋轉軸在連續工作時的應力應變情況，需要一種能長時間運行的應變監測裝置，然而目前存在的應變監測裝置為充電式裝置，無法長時間使用，只能滿足短時測試功能，均無法滿足長時工作裝備的監測功能，特別是24小時連續工作的設備。

因此，若期望達到對長時工作設備旋轉軸的應變監測，提供一種能長時使用，無需充電或更換電池的應變監測裝置顯得格外重要。

發明內容

針對目前長時工作設備的旋轉軸需要長時監測的需求，需要解決目前在應變監測裝置無法經常更換的前提下，電池續航能力不足，無法長時間使用的問題，本發明提出一種自發電旋轉軸應變監測裝置及系統，可以通過軸系的旋轉，自行發電，長期提供應變監測功能，無需定期維護，為目前旋轉軸應變監測的瓶頸提供有效解決方案。

本發明通過以下技術方案實現：

一種自發電旋轉軸應變監測裝置，包括：應變片單元、采集模塊、自修正模塊、自發電模塊、電源模塊和信號發射模塊；

所述應變片單元用于安裝于旋轉軸的危險截面處，測量旋轉軸的應變量；

所述采集模塊與所述應變片單元連接，用于從所述應變片單元采集應變信號；

所述自修正模塊與所述采集模塊連接，用于對所述應變信號進行修正；

所述信號發射模塊與所述自修正模塊連接，用于將修正后的應變信號發射傳輸至處理設備，實現應變監測；

所述自發電模塊與所述電源模塊連接，用于在所述旋轉軸運轉過程中產生電能，并傳輸至所述電源模塊；

所述電源模塊與所述采集模塊、所述自修正模塊和所述信號發射模塊連接，用于儲存所述自發電模塊產生的電能，并為所述采集模塊、所述自修正模塊和所述信號發射模塊提供電能。

進一步的，所述自發電模塊包括：加速度感應球、壓力感應器、自發電框架單元以及自發電單元；

在旋轉軸運轉過程中，所述加速度感應球與所述壓力感應器配合產生壓力能；

所述自發電單元接收所述壓力感應器產生的壓力能，并將壓力能轉化為電能，傳輸至所述電源模塊；

所述自發電框架單元用于為所述加速度感應球、所述壓力感應器、所述自發電框架單元提供基礎框架結構。

進一步的，在所述旋轉軸系啟動、停止或調速階段，所述加速度感應球對所述壓力感應器產生周向壓力能；在所述旋轉軸整個旋轉階段，所述加速度感應球對所述壓力感應器產生徑向壓力能。