GBT 41894.2-2022 船舶與海上技術(shù) 通過測量軸變形量確定船舶推進(jìn)系統(tǒng)軸功率 第2部分：光學(xué)反射法

船舶與海上技術(shù)通過測量軸變形量確定船舶推進(jìn)系統(tǒng)軸功率第2部分：光學(xué)反射法Shipsandmarinetechnology—Determinat(ISO20083-2:2019,國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會國家市場監(jiān)督管理總局發(fā)布國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會IGB/T41894.2—2022/ISOⅡGB/T41894.2—2022/ISO 1GB/T41894.2—2022/ISO20083-2:2船舶與海上技術(shù)通過測量軸變形量確定船舶推進(jìn)系統(tǒng)軸功率第2部分：光學(xué)反射法1范圍本文件確立了通過使用光學(xué)反射裝置測量軸變形量并以此確定船舶推進(jìn)系統(tǒng)軸功率的程序。本文2規(guī)范性引用文件3術(shù)語和定義Q軸功率shaftpowerP,由發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的傳遞給軸用于驅(qū)動螺旋槳旋轉(zhuǎn)的功率。4測量原理軸功率計是測量軸轉(zhuǎn)速和由軸扭矩引起的軸扭轉(zhuǎn)變形的儀器。軸功率(Ps)按公式(1)計算。N——軸轉(zhuǎn)速，單位為轉(zhuǎn)每分(r/min2Q——軸扭矩，單位為牛米(N·m)。軸扭矩(Q)由單位長度軸扭轉(zhuǎn)角變化率計算，按公式(2)計算。 (2)式中：G——模量，單位為牛每平方毫米(N/mm2);Ip——極轉(zhuǎn)動慣量，單位為四次方毫米(mm?);0′——單位長度軸扭轉(zhuǎn)角變化率，單位為每毫米(1/mm)。極轉(zhuǎn)動慣量(Ip)按公式(3)計算。 (3)式中：單位長度軸扭轉(zhuǎn)角變化率θ'按公式(4)計算。 (4)式中：l——安裝環(huán)間距，單位為毫米(mm)。扭轉(zhuǎn)變形角(θ)能由扭力計測得的測點位移計算，如式(5)所示。 (5)r——檢測點到軸中心線的距離，單位為毫米(mm)。圖1軸的扭轉(zhuǎn)角光學(xué)反射式裝置使用光源、反射鏡和電荷耦合器件(CCD)傳感器，通過軸的扭轉(zhuǎn)變形來測量測點位移(8),如圖2所示。光源的圖像由凹面鏡制成，其位移是鏡面實際位移(8)的兩倍。然后，將光源的圖像通過置于CCD傳感器前的放大鏡放大約5倍～10倍。因此，CCD傳感器位移的總放大率約為10倍~3GB/T41894.2—2022/ISO20083-2:201920倍。8——測點位移；5設(shè)備組成5.1總則圖2測量原理4GB/T41894.2—2022/ISO20083-2:20195——扭力計圖3設(shè)備布置實例5.2安裝環(huán)應(yīng)在軸上沿軸向指定長度(I)間隔設(shè)置兩個安裝環(huán)，一個用于安裝扭力計主體，另一個用于安裝反射鏡。5.3扭力計扭力計的主體由光源、狹縫、變焦鏡頭和CCD傳感器等組成。它通過狹縫發(fā)射來自光源的光，并檢測來自反射鏡的反射光。CCD傳感器是由成千上萬個元件等間距排成一條線，通過CCD的元件數(shù)能夠檢測出反射光的位置。5.4反射鏡凹面鏡接收并反射光源發(fā)出的光，使光打在扭力計主體的CCD上。反射鏡的設(shè)置應(yīng)使反射光正確5.5發(fā)射機(jī)設(shè)置在軸上的發(fā)射機(jī)應(yīng)具備以下三種功能：5GB/T41894.2—2022/ISOa)應(yīng)能通過CCD傳感器的元件計數(shù)來檢測扭轉(zhuǎn)量；b)應(yīng)能無線傳輸扭轉(zhuǎn)量；c)應(yīng)能從滑環(huán)(或另一種電磁感應(yīng)電壓系統(tǒng))接收電力，并向扭力計提供必要的電力。與扭力計一樣，發(fā)射機(jī)安裝在軸環(huán)上，并具備上述三種功能。5.6接收機(jī)和電源系統(tǒng)安裝在靠近軸的船體上的接收機(jī)和電源系統(tǒng)應(yīng)具備下列功能：a)應(yīng)能接收來自發(fā)射機(jī)的扭轉(zhuǎn)信號數(shù)據(jù)；b)應(yīng)能接收來自轉(zhuǎn)速傳感器的軸轉(zhuǎn)數(shù)數(shù)據(jù)；c)應(yīng)能將接收到的軸扭轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)數(shù)數(shù)據(jù)通過局域網(wǎng)(LAN)電纜發(fā)送給CPU;d)應(yīng)能為設(shè)備供電。接收機(jī)和電源系統(tǒng)完整地安裝在固定于船體的專用支架上，并具備這些功能。此外，兩個外部天線安裝在軸附近的船體右舷和左舷的位置。通過滑環(huán)或電磁感應(yīng)系統(tǒng)為軸上的發(fā)射機(jī)供電。5.7轉(zhuǎn)速傳感器轉(zhuǎn)速傳感器檢測軸轉(zhuǎn)速，檢測值被發(fā)送到接收機(jī)，轉(zhuǎn)速傳感器應(yīng)固定安裝在船體上的專用支架上。6軸功率計算6.1軸扭矩軸扭矩(Q)由公式(6)計算。 (6)D?——空心軸內(nèi)徑，單位為毫米(mm);G——模量，單位為牛每平方毫米(N/mm2);Ks——扭力計校準(zhǔn)系數(shù)，單位為毫米每計數(shù)(mm/count);l——安裝環(huán)間距，單位為毫米(mm);r——檢測點到軸中心線的距離，單位為毫米(mm);6.2軸功率軸功率(Ps)由公式(7)計算。 (7)N——軸轉(zhuǎn)速，單位為轉(zhuǎn)每分(r/min);Q——軸扭矩，單位為牛米(N·m)。6GB/T41894.2—2022/ISO7GB/T41894.2—2022/ISO8