船舶與海上技術通過測量軸變形量確定船舶推進系統軸功率第2部分：光學反射法Shipsandmarinetechnology—Determinat(ISO20083-2:2019,國家標準化管理委員會國家市場監督管理總局發布國家標準化管理委員會IGB/T41894.2—2022/ISOⅡGB/T41894.2—2022/ISO 1GB/T41894.2—2022/ISO20083-2:2船舶與海上技術通過測量軸變形量確定船舶推進系統軸功率第2部分：光學反射法1范圍本文件確立了通過使用光學反射裝置測量軸變形量并以此確定船舶推進系統軸功率的程序。本文2規范性引用文件3術語和定義Q軸功率shaftpowerP,由發動機產生的傳遞給軸用于驅動螺旋槳旋轉的功率。4測量原理軸功率計是測量軸轉速和由軸扭矩引起的軸扭轉變形的儀器。軸功率(Ps)按公式(1)計算。N——軸轉速，單位為轉每分(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——極轉動慣量，單位為四次方毫米(mm?);0′——單位長度軸扭轉角變化率，單位為每毫米(1/mm)。極轉動慣量(Ip)按公式(3)計算。 (3)式中：單位長度軸扭轉角變化率θ'按公式(4)計算。 (4)式中：l——安裝環間距，單位為毫米(mm)。扭轉變形角(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軸的扭轉角光學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設備布置實例5.2安裝環應在軸上沿軸向指定長度(I)間隔設置兩個安裝環，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出的光，使光打在扭力計主體的CCD上。反射鏡的設置應使反射光正確5.5發射機設置在軸上的發射機應具備以下三種功能：5GB/T41894.2—2022/ISOa)應能通過CCD傳感器的元件計數來檢測扭轉量；b)應能無線傳輸扭轉量；c)應能從滑環(或另一種電磁感應電壓系統)接收電力，并向扭力計提供必要的電力。與扭力計一樣，發射機安裝在軸環上，并具備上述三種功能。5.6接收機和電源系統安裝在靠近軸的船體上的接收機和電源系統應具備下列功能：a)應能接收來自發射機的扭轉信號數據；b)應能接收來自轉速傳感器的軸轉數數據；c)應能將接收到的軸扭轉和轉數數據通過局域網(LAN)電纜發送給CPU;d)應能為設備供電。接收機和電源系統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。通過滑環或電磁感應系統為軸上的發射機供電。5.7轉速傳感器轉速傳感器檢測軸轉速，檢測值被發送到接收機，轉速傳感器應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——扭力計校準系數，單位為毫米每計數(mm/count);l——安裝環間距，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——軸轉速，單位為轉每分(r/min);Q——軸扭矩，單位為牛米(N·m)。6GB/T41894.2—2022/ISO7GB/T41894.2—2022/ISO8