[实用新型]旋转件嵌入式测试装置

说明书

技术领域

本实用新型是一种旋转件嵌入式测试装置，涉及对现有引电装置结构上的改进与性能上的提高，属于测试技术领域。

背景技术

旋转件的试验测试是工程机械中最常用的、最困难的，也是十分重要和必要的；它是了解试验件的性能及监视安全的必需的，对于试验件的改进和改型将起十分重要的作用。我国的工、农业生产中大量使用旋转机械，特别是在动力、能源工业对其性能、安全要求越来越高；对其测试更加精细、要求的测量点越来越多。传统的旋转机械内部的测试是由引电器来完成信号的传送，国内、外对用于旋转机械测试的引电器的研究经历了从碳刷、水银、金属刷环、无线电到光电的各个阶段。碳刷引电器，随着转速的增加，接触电阻的增大严重地影响了信号的输出；水银引电器也因使用温度限制、结构复杂、有毒等原因也没广泛使用；刷环引电器随通道增加而结构复杂、尺寸大、冷却等原因使用受限；基于无线电收发报式的引电器在西方国家发展较早，但通道数少，易受电磁干扰，供电难；光电引电器是近年随光电技术在通讯领域的广泛运用开发出来的多通道新型设备，但供电难，体积庞大，价格昂贵。

由于国内开展该项技术的研究工作起步较晚，设计产品多为低速多通道刷环引电器和几个通道的红外、基于交流藕合、FM无线的引电器，主要用于低速旋转件少量点的测试，不满足高速旋转机械内部多参数同时测试的需求。而目前国内旋转机械的研制中，对其内部流道、盘腔内流动、传热、结构强度分析要求越来越高，表现为在试验中测点多、精度高、实时性强，这对用于信号传送的引电器提出了越来越苛刻的要求。

发明内容

本发明的目的正是针对现在产品存在的诸多局限性和缺点而设计提供了一种用于旋转机械内部参数测量的旋转件嵌入式测试装置，解决了现有装置中因采用多个刷环而带来的结构复杂、信号易受干扰和冷却液污染环境等问题。

本实用新型的目的是通过以下技术措施来实现的：

该种旋转件嵌入式测试装置，包括嵌入被测旋转件内部的采集电路、  旋转件与静止件之间机械电气连接刷环组件、供电和数据传输导线和数据处理器，其特征在于：完成供电和数据传输的刷环组件是由4对刷、环组成，数据传输采用USB接口形式。

该测试装置采用4对机械刷、环和高速串行总线式数据传输导线，简化了现有的结构，同时提高了数据传输能力和可靠性。

工作过程为：旋转件内物理信号通过前端电路调理后，进入A/D转换器在智能芯片的控制下对信号量化处理，并按通信协议对数据进行串行发送，通过通用串行总线方式传送数据，达到高速、高可靠数据采集与传送的目的，满足旋转件测试的需要。

上述结构中，信号在旋转件内部调理、量化和串行总线方式，减少了模拟信号的引线及沿途干扰；嵌入式采集系统通过USB接口供电和数据传送，减少了大量的引线，提高了数据传送速度，以简单的4对高速刷/环的引电方式避免了其接触电阻变化对测量信号的影响，克服了传统的刷环引电器难以避免的缺点。提高了可靠性。

另外，电路板的宽度按布线的可能尽量减小，仅为35～45mm，提高了嵌入式采集系统的抗离心载荷的能力。还通过减小刷环组件中环的半径，仅为3～5mm，大大降低了与刷丝接触的线速度，从而使刷与环的摩擦热量大大减少。

附图说明

图1本实用新型引电装置系统原理示意图

图2为本实用新型装置结构示意图

具体实施方式

以下将结合附图和实施例对本实用新型装置作进一步地详述：

参见附图1～2所示，该种旋转件嵌入式测试装置，包括嵌入被测旋转件内部的采集电路1、旋转件与静止件之间机械电气连接刷环组件2、供电和数据传输导线3和数据处理器4，将采集电路1的电路板封装在筒体7内，电路板为细长结构，其宽度为40mm，筒体7安装在被测旋转件上随之转动，旋转件上的被测信号连接在与之没有相对运动的PCB测量端；PCB上的USB四根口线连接到轴8上，轴8上安装4对刷环组件2，每对刷环组件2由刷5、环6组成，环6的半径为4mm，刷5、环6之间的接触完成供电和数据传输，数据传输采用数据传输采用USB接口形式。与数据处理器4连接的供电和数据传输导线3是USB电缆，

本产品结构采用四对机械刷、环来实现供电和数据传输，通过高速通用串行总线(USB)使数据传输能力得到了提高，实现了高转速、多通道、大离心力、自冷却、数据传送可靠的测试要求。而且稳定性高，降低了转动件与静止件件的安装要求，从而降低了事故的可能性。

本实用新型装置的优点是：克服了多通道刷环引电器结构尺寸大、轴细长稳定性差、加工及动平衡困难和引电器馈电困难等缺点，实现了信号量化后传送，降低了机械刷环接触电阻变化及其他电磁干扰引起的信号失真。