CN2800251Y - 皮带轮式扭矩传感器 - Google Patents

Abstract

皮带轮式扭矩传感器，涉及油田抽油机电机扭矩检测技术。它具有一个皮带轮形的弹性体，其上开有环槽，应变片电桥粘贴在环槽的壁上，信号变送处理电路板、发射模块、可充电电池嵌于环槽中，应变片电桥、发射模块、可充电电池通过导线与信号变送处理电路板的相关接口相连，信号变送处理电路板和发射模块由硅胶封固在环槽中，环槽上装有端盖，控制电池的开关安装在与弹性体相联的端盖上，发射模快的天线穿过端盖伸向空中。本实用新型以皮带轮的形式以无线传输方式在现场直接承受负载，所得结果直接、真实，解决了在线动态扭矩测试，此外，传感器全部零件安装在一个皮带轮上，结构紧凑、体积小，装、拆简单易行，大为减少了测试前后的辅助或附加工作量，使测试效率高。

Description

皮带轮式扭矩传感器

技术领域：

本实用新型涉及油田抽油机电机扭矩检测技术。

背景技术：

为全面准确地对油井抽油机所使用的节能设备(节能电机、节能配电柜等)的节能效果进行综合评定，要对相关各项参数进行检测，以作计算和***分析。其中，抽油机电机的扭矩参数的测试是一项重要的内容。在现有技术中，用于扭矩测试的电子式传感器，由一个钢质轴形的弹性体、贴在弹性体上的应变片电桥，和变送该电桥输出信号的处理电路及与显示器相连的导线组成。传感器安装在特定的装置上，测试时，弹性体受扭使其上应变片电桥产生一个变化的阻值，该信号通过处理电路变成标准值，然后以有线方式连到显示器进行显示。

目前国内电机扭矩的测试，通常是在实验室里或在专业厂家完成的，它与现场实际工况相差甚远，直接影响了其结果的准确性。为解决这一问题，申请人曾选用国内专业厂家生产的动态双轴式扭矩传感器设计了一套扭矩测试装置，将它用于现场测试。在使用中发现，该装置中所配置的扭矩传感器有如下主要问题：

1.这种扭矩传感器对径向力有严格的要求，需要在联轴器和皮带轮之间用轴承座加以固定。这使得整个测试装置体积过大(4米长，1米宽)，重量很重。

2.因所采用的双轴式传感器不能长时间连续工作，为了不影响生产，又不损坏传感器，测试完毕还需将传感器取下。这样，每次测试必须装、拆两次，而每次装拆，都需四人耗时半天，效率极低。

发明内容：

本实用新型的目的，是使扭矩传感器能用于现场测试，并且不需要高精度大体积的辅助装置配合安装，装、拆简单易行，使在线测试能方便高效地进行。

实现上述目的的扭矩传感器设计为皮带轮形无线式，即将贴有应变片电桥的钢质弹性体做成皮带轮的形状，在信号变送处理电路后联接一发射模块，用可充电池为处理电路供电。具体构造是，在皮带轮形的弹性体的端面开出环槽，应变片电桥粘贴在环槽的壁上，信号变送处理电路板、发射模块、可充电电池嵌于环槽中，应变片电桥、发射模块、可充电电池通过导线与信号变送处理电路板的相关接口相连，信号变送处理电路板和发射模块由硅胶封固在环槽中，环槽上装上端盖，控制电池的开关安装在与弹性体相联的端盖上，发射模快的天线穿过端盖伸向空中。

在现场取下抽油机电机上的皮带轮，将本实用新型的传感器象安装皮带轮样装到电机轴上，并与传动机构相联，开动电机，当皮带轮形的弹性体受到扭矩而产生微小变形后，粘贴在该弹性体上的应变片电桥随之发生形变，产生阻值变化，向信号变送处理电路板输出一个变化的交流信号，经该电路进行处理，输出标准信号，由发射模块经其天线发送，通过接收装置，即得到电机的扭矩参数。这样就完成了节能电机扭矩参数的现场测试。

本实用新型与现有技术相比所具有的有益效果在于：

1.以皮带轮的形式装在受测电机上在现场直接承受负载，所得结果直接、真实，实现了在线动态扭矩测试。

2.传感器全部零件安装在一个皮带轮上，结构紧凑、体积小，装、拆简单易行，大为减少了测试前后的辅助或附加工作量，使测试效率高。

3.以无线方式传送测试数据比导线传输形式更利于测试在油井现场进行。

附图说明：

图1为本实用新型轴向剖视图；

图2为图1的左视图；

图3为本实用新型电路联接的方框图。

下面结合附图举例说明：

参见图1、图2，皮带轮形的弹性体5用优质合金钢制作，其内孔和键槽的尺寸及其公差与被测试电机上配置的传动机构中的皮带轮相同，在皮带轮形的弹性体5上，于两端开出与之同轴的环槽11，两端的环槽之间有供导线通过的小孔12，在环槽的端面均布地铣出4个稍宽于环槽的长方形凹槽13，弹性体5的两端环槽上分别安装端盖1；应变片电桥7由4段电阻应变片组成，(也可采用电容应变片或者半导体应变片)，对称地粘贴在弹性体5两端的环槽的壁上，构成测量电桥，其导线穿过小孔12，发射模块4为外购件，它与信号变送处理电路板6、可充电镍电池10分别嵌于所述长方形凹槽13中。参见图3，信号变送处理电路板6由稳压电路、放大器和晶体振荡电路依次相连组成，可充电镍电池10通过导线接入信号变送处理电路板6的稳压电路的输入端，为整个电路板提供电源，应变片电桥7的导线接入信号变送处理电路板6的放大器电路的输入端，经过晶体振荡电路后输出给发射模块4的输入端，经其功率放大最后将信号发射出去。信号变送处理电路板6、发射模块4及其相连的导线14被硅胶3封固在皮带轮形的弹性体5的环槽中，开关8装在剩下的一个长方形凹槽13所对应的端盖上，通过导线与电池相连，发射模块4上的天线2穿出端盖1上开出的小孔伸向空中，二个端盖1由螺钉9与皮带轮形的弹性体5相固紧。

Claims (4)

1.皮带轮式扭矩传感器，具有一个钢质弹性体、贴在弹性体上的应变片电桥、对电桥输出信号进行处理的信号变送处理电路板，其特征在于，钢质弹性体为皮带轮形，皮带轮形的弹性体的端面开有环槽，应变片电桥粘贴在环槽的壁上，环槽内装有信号变送处理电路板、发射模块、可充电电池，应变片电桥、发射模块、可充电电池通过导线与信号变送处理电路板的相关接口相连，信号变送处理电路板和发射模块由硅胶封固在环槽中，环槽上装有端盖，控制电池的开关安装在与弹性体相联的端盖上，发射模快的天线穿过端盖伸向空中。

2.根据权利要求1的皮带轮式扭矩传感器，其特征在于，信号变送处理电路板由稳压电路、放大器电路和晶体振荡电路依次相连组成，可充电电池接入稳压电路的输入端，应变片电桥接入放大器电路的输入端，发射模块接入晶体振荡电路的输出端。

3.根据权利要求1的皮带轮式扭矩传感器，其特征在于，皮带轮形的弹性体上开出的环槽与弹性体同轴，分布在弹性体两端，二环槽之间有供导线通过的孔，环槽的端面均布开出4个宽于环槽的长方形凹槽。

4.根据权利要求3的皮带轮式扭矩传感器，其特征在于，应变片电桥对称地贴在弹性体两端环槽的壁上，发射模块、信号变送处理电路板、可充电电池分别嵌于3个长方形凹槽内，开关装在剩下的一个长方形凹槽所对应的端盖上。

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