[發明專利]一種基于壓致發光材料的扭矩及溫度多參量傳感裝置

在審

• 申請號: 202111435350.7
• 申請日: 2021-11-29
• 公開（公告）號: CN114088141A
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發明（設計）人: 何賽靈;李馳
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;B60R11/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林松海

本發明公開一種基于壓致發光材料的扭矩及溫度多參量傳感裝置，包括壓致發光材料、光電信號處理元件、固定軸、上位機；待測的系統包括差速器和驅動軸，差速器用于給驅動軸施加扭矩；驅動軸上涂覆了所述的壓致發光材料；所述的光電信號處理元件為一套筒結構，非接觸的套于所述驅動軸上，通過所述的固定軸固定；所述光電信號處理元件中包括感光元件組、信號處理模塊和溫度傳感模塊，用于感知所述壓致發光材料因驅動軸轉動時給壓致發光材料應力而發出的熒光信號強度和溫度傳感模塊感知的溫度變化，發送至上位機中進行處理顯示。本發明可實現實時檢測驅動軸的扭矩變化和溫度等變化情況，具有較高的準確度，可以實現遠程檢測，尤其適應了無人駕駛時代。

技術領域

本發明涉及汽車領域，特別是涉及一種基于壓致發光材料的電機或汽車驅動軸扭矩及溫度多參量傳感裝置。

背景技術

隨著工業化發展，在各領域都可以看到電機的應用，特別是行駛的汽車中有大量的電機及驅動軸在轉動，而嚴格檢驗汽車在行駛過程中驅動軸或電機的性能（如扭矩、轉速、溫度等參數）一直以來都是個挑戰。

當不同的扭矩施加到汽車的驅動軸上，使汽車加速或減速時，驅動軸會受到因扭力（或應力）產生的微小形變。傳統的對驅動軸的扭矩檢測一般都是在汽車在出廠時通過測試汽車發動機的負載功率來標定得到的，或是單獨通過機器給驅動軸施加不同扭矩來測試其力學性能。而針對行駛中的汽車，由于其驅動軸連接著差速器，差速器連接著傳動軸，此類軸承在汽車行駛的過程中在不斷的轉動，很難針對行駛的汽車測試其驅動軸的實時扭矩變化，且由于汽車使用年限及受損程度或實際行駛過程中的溫度變化等原因，這使得汽車出廠標定的扭矩參數誤差很大，不能實時反映此刻的真實扭矩，而扭矩異常通常預示著發動機或其他軸承的異常，這將有潛在的危險。因此，特別是隨著無人駕駛技術的發展，亟需一種能實時反映驅動軸真實運行狀態的傳感裝置。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明的目的是提供一種基于壓致發光材

料的扭矩及溫度多參量傳感裝置，實現實時檢測驅動軸的扭矩變化和溫度變化情況。

一種基于壓致發光材料的電機或汽車驅動軸扭矩及溫度多參量傳感裝置，包括壓致發光材料、光電信號處理元件、固定軸、上位機；待測的系統包括差速器和驅動軸，差速器用于給驅動軸施加扭矩；驅動軸上涂覆了所述的壓致發光材料；所述的光電信號處理元件為一套筒結構，非接觸的套于所述驅動軸上，通過所述的固定軸固定；所述光電信號處理元件中包括感光元件組、信號處理模塊和溫度傳感模塊，用于感知所述壓致發光材料因驅動軸轉動時給壓致發光材料應力而發出的熒光信號強度和溫度傳感模塊感知的溫度變化，發送至上位機中進行處理顯示。

所述的壓致發光材料是粉末狀或膠體狀的材料，將緊密貼合涂覆一圈在一段驅動軸上。

所述光電信號處理元件為一個不與驅動軸有實質接觸的套筒結構，套于涂覆有壓致發光材料的驅動軸上，通過所述的固定軸懸掛固定于汽車底盤上。

所述光電信號處理元件包括感光元件組、信號處理模塊、無線收發模塊、溫度傳感模塊；所述的信號處理模塊接收到來自所述感光元件組和溫度傳感模塊的電信號，經處理后傳輸至無線收發模塊，無線傳輸至上位機。

所述的感光元件組為光電探測器PD 或CCD或CMOS，且所述的感光元件組平鋪嵌入在所述光電信號處理元件的內壁。

所述的溫度傳感模塊為熱敏電阻、柔性薄膜直貼式溫度傳感器。

所述的無線收發模塊是具有無線收發功能的模塊，包括WiFi、藍牙。

所述的上位機是具有信息處理、顯示、輸入和輸出功能的設備，上位機通過有線或者無線的方式與光電信號處理元件進行通訊連接。

所述的光電信號處理元件的套筒結構包裹有隔熱材料。

所述的隔熱材料是采用降低空氣與驅動軸之間熱傳遞的材料，包括石蠟、巖棉、氣凝膠。