軸系振動與軸功率集成測試系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供的一種軸系振動與軸功率集成測試系統(tǒng)，包括：扭振信號采集及調(diào)理單元，回旋信號采集及調(diào)理單元，轉(zhuǎn)標(biāo)信號采集及調(diào)理單元，軸功率信號采集及調(diào)理單元，第二CPU，所述的扭振信號采集及調(diào)理單元、回旋信號采集及調(diào)理單元、轉(zhuǎn)標(biāo)信號采集及調(diào)理單元與第二CPU有線連接，所述的軸功率信號采集及調(diào)理單元與第二CPU以無線的方式相連接；內(nèi)存，與所述第二CPU連接；閃存，與所述第二CPU連接。可同時進行軸系振動測試和軸功率測試，且可由下位機單獨實現(xiàn)測試功能，可測范圍廣，結(jié)構(gòu)簡單，集成度高。
【專利說明】軸系振動與軸功率集成測試系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及動力傳動軸系的測試領(lǐng)域，具體涉及一種軸系振動與軸功率集成測試系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]船舶推進軸系是船舶動力裝置的重要組成部分，包括從主機輸出端推力軸承一直到螺旋槳之間的傳動軸以及軸上的附件。船舶軸系主要功能是，將船舶主機發(fā)出的功率傳遞給螺旋槳，使螺旋槳產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，同時又將螺旋槳旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的推力傳給船體，推動船舶航行。
[0003]船舶推進的動力傳動軸系的測試主要包括軸系振動測試和軸功率測試，它是船舶檢驗檢測的一項重要內(nèi)容。軸系的振動測試與分析意義重大，這是因為船舶推進軸系在實際運轉(zhuǎn)中會受到各種沖擊和周期激勵力作用，導(dǎo)致出現(xiàn)不同程度的扭轉(zhuǎn)振動、縱向振動以及回旋振動，統(tǒng)稱為軸系振動。軸系振動會導(dǎo)致軸系疲勞破壞，而且其還會形成繼發(fā)性激勵，導(dǎo)致機械振動、故障及船體振動，并使噪聲加劇。而軸功率測試的目的就在于檢驗船舶、主機以及螺旋槳之間的匹配是否合理，它是船舶動力性能的一個重要指標(biāo)。
[0004]目前市場上關(guān)于軸系振動和軸功率的測試系統(tǒng)，只能單獨進行軸系振動測試或軸功率測試，無法同時進行，集成度較低；且下位機需與上位機配合使用，進行數(shù)據(jù)處理，才能完成測試。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型旨在克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提供一種軸系振動與軸功率集成測試系統(tǒng)，可同時進行軸系振動測試和軸功率測試，且可由下位機單獨實現(xiàn)測試功能，可測范圍廣，結(jié)構(gòu)簡單，集成度高。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供的技術(shù)方案為:
[0007]一種軸系振動與軸功率集成測試系統(tǒng)，包括:扭振信號采集及調(diào)理單元,包括扭振信號采集傳感器、第一運算放大器、第一施密特觸發(fā)器，所述扭振信號采集傳感器、第一運算放大器、第一施密特觸發(fā)器依次相連接；回旋信號采集及調(diào)理單元，包括回旋信號采集傳感器、第二運算放大器、和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述回旋信號采集傳感器、第二運算放大器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器依次相連接；轉(zhuǎn)標(biāo)信號采集及調(diào)理單元，包括轉(zhuǎn)標(biāo)信號采集傳感器、第三運算放大器、第二施密特觸發(fā)器，所述轉(zhuǎn)標(biāo)信號采集傳感器、第三運算放大器、第二施密特觸發(fā)器依次相連接；軸功率信號采集及調(diào)理單元，包括應(yīng)變片傳感器和第一 CPU，所述第一 CPU與所述應(yīng)變片傳感器的輸出端連接，所述第一 CPU的內(nèi)部設(shè)有模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片；第二 CPU，所述的扭振信號采集及調(diào)理單元、回旋信號采集及調(diào)理單元、轉(zhuǎn)標(biāo)信號采集及調(diào)理單元與第二CPU有線連接，所述的軸功率信號采集及調(diào)理單元與第二 CPU以無線的方式相連接；內(nèi)存，與所述第二 CPU連接；閃存，與所述第二 CPU連接。
[0008]作為上述方案的優(yōu)選，所述無線的連接方式為藍牙無線通訊。[0009]作為上述方案的優(yōu)選，還包括內(nèi)置電源，與所述第二 CPU連接，用于在無外接電源下進行工作。
[0010]作為上述方案的優(yōu)選，還包括IXD顯示屏，與所述第二 CPU連接，用于觀察測試過程和展示測試結(jié)果。
[0011]作為上述方案的優(yōu)選，所述第二CPU上設(shè)有USB接口，用于導(dǎo)出所述結(jié)果數(shù)據(jù)至PC機以進行后續(xù)分析和保存。
[0012]由于采用上述技術(shù)方案，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:
[0013]1、本實用新型提供的一種軸系振動與軸功率集成測試系統(tǒng)，可同時進行軸系振動測試和軸功率測試，且可由下位機單獨實現(xiàn)測試功能，可測范圍廣，結(jié)構(gòu)簡單，集成度高。
[0014]2、軸功率信號采集及調(diào)理單元與第二 CPU之間通過藍牙無線通訊連接，相比現(xiàn)有技術(shù)中使用的無線射頻，其傳輸數(shù)據(jù)更快，傳輸?shù)挠行Ь嚯x更遠。
[0015]3、還包括內(nèi)置電源，與所述第二 CPU連接，用于在無外接電源下進行工作，避免了斷電情況下測試工作的中斷。
[0016]4、還包括IXD顯示屏，與所述第二 CPU連接，方便隨時觀察測試情況，并顯示測試結(jié)果。
[0017]5、所述第二 CPU上設(shè)有USB接口，第二 CPU分析處理后得到的數(shù)據(jù)可通過U盤導(dǎo)出，導(dǎo)入PC中，用于保存和進行后續(xù)分析，簡單方便。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1為本實用新型提供的一種軸系振動與軸功率集成測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖?！揪唧w實施方式】
[0020]下面將結(jié)合本實用新型的附圖，對本實用新型的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0021]如圖1所示，一種軸系振動與軸功率集成測試系統(tǒng)，包括:
[0022]扭振信號采集及調(diào)理單元，包括扭振信號采集傳感器、第一運算放大器、第一施密特觸發(fā)器，所述扭振信號采集傳感器、第一運算放大器、第一施密特觸發(fā)器依次相連接；回旋信號采集及調(diào)理單元，包括回旋信號采集傳感器、第二運算放大器和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述回旋信號采集傳感器、第二運算放大器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器依次相連接；轉(zhuǎn)標(biāo)信號采集及調(diào)理單元，包括轉(zhuǎn)標(biāo)信號采集傳感器、第三運算放大器、第二施密特觸發(fā)器，所述轉(zhuǎn)標(biāo)信號采集傳感器、第三運算放大器、第二施密特觸發(fā)器依次相連接；軸功率信號采集及調(diào)理單元，包括應(yīng)變片傳感器和第一 CPU，所述第一 CPU與所述應(yīng)變片傳感器的輸出端連接，所述第一 CPU的內(nèi)部設(shè)有模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片；第二CPU，所述的扭振信號采集及調(diào)理單元、回旋信號采集及調(diào)理單元、轉(zhuǎn)標(biāo)信號采集及調(diào)理單元與第二 CPU有線連接，所述的軸功率信號采集及調(diào)理單元與第二 CPU之間通過藍牙無線通訊連接；內(nèi)存，與所述第二 CPU連接；閃存，與所述第二 CPU連接；還包括內(nèi)置電源，與所述第二 CPU連接，用于在無外接電源下進行工作；還包括IXD顯示屏，與所述第二 CPU連接，用于觀察測試過程和展示測試結(jié)果；所述第二 CPU上設(shè)有USB接口，用于導(dǎo)出所述結(jié)果數(shù)據(jù)至PC機以進行后續(xù)分析和保存；所述的扭振信號采集傳感器、回旋信號采集傳感器、轉(zhuǎn)標(biāo)信號采集傳感器和應(yīng)變片傳感器設(shè)于待測軸上，所述扭振信號采集傳感器為霍爾傳感器，所述第一施密特觸發(fā)器和第二施密特觸發(fā)器為六反相施密特觸發(fā)器，所述第一 CPU的型號為LPC2134，所述第二 CPU的型號為LPC2478FBD208，所述的藍牙芯片型號為BLUE/20。
[0023]本實用新型提供的一種軸系振動與軸功率集成測試系統(tǒng)，可同時進行軸系振動測試和軸功率測試，且可由下位機單獨實現(xiàn)測試功能，可測范圍廣，結(jié)構(gòu)簡單，集成度高；軸功率信號采集及調(diào)理單元與第二 CPU之間通過藍牙無線通訊連接，相比現(xiàn)有技術(shù)中使用的無線射頻，其傳輸數(shù)據(jù)更快，傳輸?shù)挠行Ь嚯x更遠；還包括內(nèi)置電源，與所述第二 CPU連接，用于在無外接電源下進行工作，避免了斷電情況下測試工作的中斷；還包括LCD顯示屏，與所述第二 CPU連接，方便隨時觀察測試情況，并顯示測試結(jié)果；所述第二 CPU上設(shè)有USB接口，第二 CPU分析處理后得到的數(shù)據(jù)可通過U盤導(dǎo)出，導(dǎo)入PC中，用于保存和進行后續(xù)分析，簡單方便。
[0024]本實用新型提供的一種軸系振動與軸功率集成測試系統(tǒng)的工作原理為:
[0025]測試扭轉(zhuǎn)振動時，將采集到攜帶有扭振信號的脈沖方波輸入至第一運算放大器中，經(jīng)過放大的扭振信號輸入第一施密特施密特觸發(fā)器中，進行抗混疊濾波、限幅以及整形處理后，將脈沖方波的幅值降至第二 CPU的許用輸入電壓3.3V后，輸入第二 CPU中，再進行畸點處理和扭振幅值計算。
[0026]測試回旋振動時，將回旋信號采集傳感器采集到的攜帶有回旋信號的脈沖方波輸入至第二運算放大器中，放大后的回旋信號輸入至模/數(shù)轉(zhuǎn)換器中，轉(zhuǎn)變?yōu)榭晒┑诙?CPU直接處理的數(shù)字信號。同時，用轉(zhuǎn)標(biāo)信號采集傳感器采集轉(zhuǎn)標(biāo)信號輸入第三運算放大器進行信號放大后，輸入第二施密特觸發(fā)器進行抗混疊濾波、限幅以及整形處理后，根據(jù)轉(zhuǎn)標(biāo)信號來判定回旋振動測試的開始和結(jié)束。
[0027]測試軸功率時，將應(yīng)變片傳感器貼在待測軸上，采集攜帶有軸應(yīng)變信息的電壓信號并輸入至第一 CPU中轉(zhuǎn)換為扭矩信號，再通過藍牙無線通訊將扭矩信號發(fā)送至第二 CPU，進行軸功率值計算。
[0028]以上通過第二 CPU分析處理得到的結(jié)果數(shù)據(jù)保存于內(nèi)存和閃存中，可以以曲線的形式顯示在IXD顯示屏中；還可使用U盤通過USB接口將結(jié)果數(shù)據(jù)導(dǎo)入PC中，實現(xiàn)頻域變換，以便得到共振轉(zhuǎn)速和共振頻率。
[0029]以上所述，僅為本實用新型的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種軸系振動與軸功率集成測試系統(tǒng)，其特征在于，包括: 扭振信號采集及調(diào)理單元，包括扭振信號采集傳感器、第一運算放大器、第一施密特觸發(fā)器，所述扭振信號采集傳感器、第一運算放大器、第一施密特觸發(fā)器依次相連接； 回旋信號采集及調(diào)理單元，包括回旋信號采集傳感器、第二運算放大器、和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述回旋信號采集傳感器、第二運算放大器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器依次相連接； 轉(zhuǎn)標(biāo)信號采集及調(diào)理單元，包括轉(zhuǎn)標(biāo)信號采集傳感器、第三運算放大器、第二施密特觸發(fā)器，所述轉(zhuǎn)標(biāo)信號采集傳感器、第三運算放大器、第二施密特觸發(fā)器依次相連接； 軸功率信號采集及調(diào)理單元，包括應(yīng)變片傳感器和第一 CPU，所述第一 CPU與所述應(yīng)變片傳感器的輸出端連接，所述第一 CPU的內(nèi)部設(shè)有模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片； 第二 CPU，所述的扭振信號采集及調(diào)理單元、回旋信號采集及調(diào)理單元、轉(zhuǎn)標(biāo)信號采集及調(diào)理單元與第二 CPU有線連接，所述的軸功率信號采集及調(diào)理單元與第二 CPU以無線的方式相連接； 內(nèi)存，與所述第二 CPU連接； 閃存，與所述第二 CPU連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸系振動與軸功率集成測試系統(tǒng)，其特征在于，所述無線的連接方式為藍牙無線通訊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸系振動與軸功率集成測試系統(tǒng)，其特征在于，還包括內(nèi)置電源，與所述第二 CPU連接，用于在無外接電源下進行工作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸系振動與軸功率集成測試系統(tǒng)，其特征在于，還包括LCD顯示屏，與所述第二 CPU連接，用于觀察測試過程和展示測試結(jié)果。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸系振動與軸功率集成測試系統(tǒng)，其特征在于，所述第二CPU上設(shè)有USB接口，用于導(dǎo)出所述結(jié)果數(shù)據(jù)至PC機以進行后續(xù)分析和保存。
【文檔編號】G01L3/24GK203758614SQ201420092967
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年3月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月3日
【發(fā)明者】張思齊, 龔杰, 陽亞娟 申請人:武漢義天科技有限公司