RTMS采用光纤传感器实现非接触扭转振动测量,硬件上采用叶片振动测量系统,相较于传统光电编码、齿轮脉冲等传统方法具有以下优势:
1.光纤非接触式测量,无需测量改装,无需动平衡;
2.传感器工作距离宽,动态响应快,对横向振动不敏感,满足轴系振动的实际工况要求。
3.双传感器差分扭转测量算法,客服了传统方法中转速不稳导致的测量误差。
RTMS尤其适用于大直径旋转轴传递功率、静扭矩、动扭矩及扭振的高精度在线监测。
扭振处理可采用时域或频域方法进行,时域法得到的***终结果为扭转角随时间变化曲线,频域方法是进行频率分析或瀑布图分析,可提取不同阶次或频率下的扭转角大小。另外,还可以对两个测量截面进行相对扭转角分析。我们测量得到的信号是转速随时间变化的时域波形,该信号实际上是旋转部件的角速度随时间变化的曲线,因此,为了得到转角变化曲线,不管是时域还是频域处理方法,都需要对该信号进行一次积分。已有的测转角测扭矩的方案有:电磁式测转角测扭矩、光电式测转角测扭矩、激光式测转角测扭矩、电容式测转角测扭矩等。
在高度发展的现代工业中,现代测试技术向数字化、信息化方向发展已成必然发展趋势,而测试系统的前端是传感器,它是整个测试系统的***,被***列为***技术,特别是近几年快速发展的IC技术和计算机技术,为传感器的发展提供了良好与可靠的科学技术基础。使传感器的发展日新月益,且数字化、多功能与智能化是现代传感器发展的重要特征。工程振动测试方法在工程振动测试领域中,测试手段与方法多种多样,但是按各种参数的测量方法及测量过程的物理性质来分,可以分成三类。
工程振动测试方法
在工程振动测试领域中,测试手段与方法多种多样,但是按各种参数的测量方法及测量过程的物理性质来分,可以分成三类。
1. 机械式测量方法
将工程振动的参量转换成机械信号,再经机械系统放大后,进行测量、记录,常用的仪器有杠杆式测振仪和盖格尔测振仪,它能测量的频率较低,精度也较差。但在现场测试时较为简单方便。
2. 光学式测量方法
将工程振动的参量转换为光学信号,经光学系统放大后显示和记录。如读数显微镜和激光测振仪等。
3. 电测方法
将工程振动的参量转换成电信号,经电子线路放大后显示和记录。电测法的要点在于先将机械振动量转换为电量(电动势、电荷、及其它电量),然后再对电量进行测量,从而得到所要测量的机械量。这是目前应用得***广泛的测量方法。
非接触式扭矩测量的应用需求
扭矩测量虽然属于力学常规量的测量,但是随着时代的发展,科学研究和制造生产对扭矩测量提出了更高的要求,在众多特殊场合的扭矩测量中,常规的扭矩测量方案已经不能够满足需求。例如,在测量石油钻探中使用的大扭矩杆件的扭矩情况时,一旦传感器接触旋转轴时,必将受到极大的剪切力,极易造成扭矩测量装置和被测装置的损坏;又如,在测量小于0.1 nm的动态微扭矩时,若采用常规的接触式测量方案,扭矩传感器与旋转轴接触产生的阻力矩会影响旋转轴的运动状态,甚至导致停转[6];再如,人工心脏的参数监测也需要用到扭矩的动态实时测量,即测量人工心脏中的血泵的工作状况,若采用接触式测量必将改变血泵的受力情况,影响人工心脏的工作性能,加大了控制单元对人工心脏状态控制的难度。扭振处理可采用时域或频域方法进行,时域法得到的***终结果为扭转角随时间变化曲线,频域方法是进行频率分析或瀑布图分析,可提取不同阶次或频率下的扭转角大小。
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