[实用新型]港作拖轮轴功率在线监测分析系统

说明书

本实用新型公开一种港作拖轮轴功率在线监测分析系统，包括设于被测旋转轴上的测扭矩应变片、无线扭矩采集仪，无线感应供电设备，Zigbee接收器和包含轴功率监测系统数据分析软件的监控显示单元，测扭矩应变片组成应变惠斯通电桥接入无线扭矩采集仪，无线扭矩采集仪将测得的被测旋转轴的扭矩信号通过Zigbee接收器传输到监控显示单元中，无线感应供电设备为测扭矩应变片和无线扭矩采集仪提供电源。本实用新型具有免布线、高精度、可靠性高、体积小等特点。

技术领域

本实用新型涉及一种港作拖轮轴功率在线监测分析系统。

背景技术

轴功率是船舶主机最重要的性能参数之一，一般通过间接测量转轴的扭矩和转速计算而得出。船舶运行条件十分复杂，船-机-桨的匹配对主机性能有很大的影响。当机-桨不匹配时，主机可能不能充分发挥其额定功率，船舶不能达到设计航速；同时，主机还可能发生严重超载，其使用寿命就大大缩短。通过测量船舶动力系统的轴功率，不仅可以发现主机的工作状况是否良好，还可以判断船-机-桨的匹配的优劣情况。

扭矩测量技术的发展到目前为止大致经历了四个阶段：第一阶段，是20世纪40年代首先发展起来的传统仪器，由于体积大，精度低等原因已难以满足扭矩动态检测的要求。第二阶段，是20世纪的50到60年代，随着数字化技术的出现，逐渐兴起了数字化仪器仪表，它的出现将测试的精度、分辨率及测试速度提高了几个数量级，也正因如此才使扭矩动态测量开始广泛地应用。第三阶段，是到20世纪70年代，计算机技术慢慢加入到测试仪器中来，它使扭矩动态测量得到了很大的发展。第四个阶段，是20世纪80年代，这时的虚拟仪器技术在扭矩动态检测中的应用，它是计算机技术应用于仪器技术的一种新的实验方式，它以计算机作为测试仪器的硬件平台的一部分，而且可以在不同的应用场合调用不同的测试软件，来达到不同的测试功能，也大大降低了设计的成本。在进入90年代后，扭矩测量技术向着实用化的方向发展，一些小型标准式扭矩传感器进入市场，不断出现了各种新型扭矩传感器产品。90年代初，扭矩传感器开始利用光导纤维做敏感材料，根据输出光强度的变化或输出光传输特性的变化，来测量两卡环间在外加扭矩作用下产生的微小位移，进而转换成待测的扭矩值。韩国科学与标准研究磁学实验室于1992年研制出了一种非晶态线圈最大差分感应装置，成为了磁弹性扭矩传感器研究的一个新的方向。与此同时，美国麻省磁弹性器件公司也研制成功出了一种基于霍尔效应的不需要激发线圈的磁弹式扭矩传感器。随着激光多普勒转速测量技术(LVD)的成熟，基于激光多普勒效应的扭矩测试仪也开始推向市场，为新型激光非接触式扭矩传感器的研究奠定了坚实的基础。

目前较为常见的扭矩测量仪有以下几种：

1)德国KMT公司的功率测试仪

2)荷兰KEMA公司的功率测试仪

3)Datum公司的功率测试仪

4)SPM公司的功率测试仪

5)TERCO公司的功率测试仪

6)711研究所自主开发的PIS-II型轴功率监测装置

7)深圳亚泰光电的扭矩在线测试仪

但上述测试仪不管是技术指标还是测量手段，都无法满足港作拖轮长期在线实时监测轴功率的目的，与动态扭矩的准确测量与在线校准，存在较大的差距，亟需开展相关科研工作，弥补技术上的差距。