光藕轉矩傳感器的製作方法

2023-05-28 22:07:21 2

專利名稱：光藕轉矩傳感器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種傳感器。具體地說是一種光藕轉矩傳感器。
背景技術：
市場上，無論是國產還是進口的主流其結構均是由探測轉矩旋轉軸，電能藕合線 圈，電子線路和殼體結構等構成。轉矩測試中，轉矩傳感器位於動力系統和負載系統中間。 而動力系統常是帶有較強電磁幹擾的電動機或發動機，實踐發現電磁幹擾嚴重地影響著 轉矩旋轉器正常運轉。表現形式為1、轉矩測試值不穩定，2、轉矩測試值偏差大，3、嚴重時 轉矩傳感器損壞，4、轉矩傳感器幹擾接口設備。為了降低上述缺陷，國內外廠商儘管在電路 設計上，材質選擇和結構優化上做了大量投入，但電能通過線圈傳送技術始終沒得到根本 性突破。為了克服上述缺陷，申請人研製了一種光藕轉矩傳感器。該轉矩傳感器拿掉了電 能藕合線圈，改成為光能板組件和換能板組件。通過利用能量形式的本質特徵，以及相關技 術的發展現狀，科學地解決了電能通過能量形式轉換，達到了電能在無導電介質和電磁介 質空間的傳送技術。

發明內容
本發明要解決現有技術存在的抗電磁幹擾能力差，運行可靠性低等技術問題。為了達到解決上述技術問題的目的，本發明的技術方案是一種光藕轉矩傳感器， 它包括探測轉矩旋轉軸，分別安裝在軸承端蓋上的光能板組件，信號板組件和安裝在探測 轉矩旋轉軸上的換能板組件。其特徵在於光能板組件將電能轉換成可以在無媒介空間傳 輸的光能，換能板組件將接收的光能轉換成探測轉矩旋轉軸上安置的扭矩檢測線路板所 需的電能，儘管光能板組件和換能板組件始終存在空間距離和相對運動。光能板組件是由數百支Φ3直徑，波長為850nm的LED發光二極體採用串並方式 組成，恆流24V供電，每支LED發光二極體要經精細篩選以保證光特性接近。換能板組件是由數十塊梯形太陽能電池片串接拼成的環形狀能量片，厚度 2. 8^3. 2mm之間，環徑隨光藕轉矩傳感器規格變化。探測轉矩旋轉軸上只安裝了鋁製的換能板組件和扭矩檢測電路組件的支撐盤，這 一簡化大大降低了探測轉矩旋轉軸自身的附加轉矩，使轉矩測試值更真實。扭矩檢測電路的信號傳送，採用了 8支LED發光二極體圓周排布的串接技術，採用 該技術，使信號發送即可靠又同步。扭矩接收電路的信號採集，採用了數十支Φ3直徑LED光敏接收管圓周排布的並 接技術，採用該技術，使信號接收頻差最小，信號接收更可靠。光能板組件和扭矩接收電路板組件分別裝置在左右軸承端蓋上，採用該結構，使 光藕轉矩傳感器裝配，調試和維護更加簡便。本發明與現有技術相比具有以下優點1、抗電磁幹擾顯著增強。採用換能技術後， 扭矩檢測電路提供的電能完全與外界電能隔離，外界的電磁幹擾對扭矩檢測電路的幹擾就小。2、LED發光二極體和LED光敏接收管使用壽命長，運行可靠性高。3、結構簡潔清晰，節 材環保。4、整體的電氣性能和結構特徵更加突出。


下面結合附圖對本發明進行描述圖1是本發明光藕轉矩傳感器的總裝剖視圖。圖中展示了光藕轉矩傳感器的結構 特徵。圖2是本發明光能板組件圖。圖3是本發明換能板組件圖。圖4是本發明轉矩檢測板的電氣原理圖。圖5是本發明信號接收板的電氣原理圖。
具體實施例方式參見圖1光藕轉矩傳感器的總裝剖視圖，本發明的創新處是將現有轉矩傳感器中 的四個線圈繞組全部省掉，換成了由半導體器件組成的電子線路板組件，將電能傳送技術 提升到換能傳送技術。在本實施例中，外界電能通過接插件進入光藕轉矩傳感器，安裝在軸 承左端蓋上光能板上的LED發光二極體隨即點亮，安裝在軸承右端蓋上的信號接收板進入 工作狀態，點亮的LED發光二極體輻射出850nm波長的近紅外線光波，由於LED發光二極體 恆流運轉，紅外線光波的輻射也是連續恆定的，安裝在探測轉矩旋轉軸上的換能板組件接 收到紅外線光波的輻射能量後，將光能轉換成供檢測轉矩板運行的穩定電能。得電的檢測 轉矩板進入運行狀態.如探測轉矩旋轉軸上無力作用，檢測轉矩板通過8支LED發光二極 管連續發射頻率為10KHZ的光波信號，此信號被加電後始終進入工作狀態的信號接收板採 集處理，經接插件送接口設備。探測轉矩旋轉軸在受力旋轉狀態時，工作過程仍是如此，差 別是頻率輸出隨受力大小和受力方向的不同而變化。這也是轉矩傳感器的工作原理。光藕轉矩傳感器裝配電氣線路板按電氣工藝要求焊接，焊接完成後經檢驗合格， 連續通電48小時老化處理。將外委廠家專業生產的換能板組件裝入鋁製的支撐盤內滾邊 壓固，將檢測轉矩板裝入此支撐盤的對面側用M3盤頭螺釘固緊。探測轉矩旋轉軸穿入支撐 盤組件內孔，用M4內六角螺釘將支撐盤組件固緊在探測轉矩旋轉軸上。將軸承壓入軸承端 蓋，用大小壓蓋將軸承壓實，光能板組件和信號接收板組件支裝在左右軸承端蓋上，最後將 探測轉矩旋轉軸組件穿進套。
權利要求
光藕轉矩傳感器包括探測轉矩旋轉軸，光能板組件和換能板組件。其特徵在於電能通過光能板組件和換能板組件的能量轉換技術，實現了電能在無導電介質空間的能量傳送。
2.根據權利要求1所述的一種光藕轉矩傳感器，其特徵在於光能板組件是由Φ3直 徑，波長為850nm的LED發光二極體組成的環形光能板。
3.根據權利要求1所述的一種光藕轉矩傳感器，其特徵在於換能板組件是由數十塊 梯形太陽能電池片串接拼成的環形狀能量片。
4.根據權利要求1所述的一種光藕轉矩傳感器，其特徵在於換能板組件與扭矩檢測 線路板同安裝在鋁製支撐盤的兩側。
5.根據權利要求1或4所述的一種光藕轉矩傳感器，其特徵在於探測轉矩旋轉軸上 安裝的檢測轉矩線路板，採用了 8支LED發光二極體圓周排布的串接技術。
6.根據權利要求1所述的一種光藕轉矩傳感器，其特徵在於光能板組件和信號接收 板組件分別安裝在左，右軸承端蓋體上。
7.根據權利要求1或6所述的一種光藕轉矩傳感器，其特徵在於信號接收板組件採 用了數十支Φ3直徑，LED光敏接收管圓周排布的並聯接技術。
全文摘要
本發明提供了一種光藕轉矩傳感器，它包括探測轉矩旋轉軸，光能板組件和換能板組件。其特徵在於電能通過光能板組件將電能轉換成光能，而光能傳輸不需要任何媒介，照射到換能板組件後，光能轉換成電能。通過能量轉換技術，實現了電能在無導電介質空間的能量傳送。採用能量轉換技術的光藕轉矩傳感器，其抗電磁幹擾能力和運行可靠性得到了極大地提高，結構形式得到了最佳優化。光藕轉矩傳感器廣泛用於由電動機，發動機，內燃機，緩速器拖動的設備，工程系統中進行在線監測和控制。
文檔編號G01L3/12GK101986118SQ20101019897
公開日2011年3月16日 申請日期2010年6月12日 優先權日2010年6月12日
發明者陳會良 申請人:陳會良