本发明属于船舶轴系扭矩测量，尤其涉及一种适用于船舶轴系的无线扭矩测量系统。

　　1、扭矩是船舶动力传动系统中的重要参数之一，是船舶的“生命线”，对航行安全性、机动性、续航能力具有重要影响。扭矩测试作为动力传动系统功率监测的必要手段，在船舶动力系统动力分配、推进效率、功率密度、智能化以及污染物排放等方面有重要作用。

　　2、精确的扭矩测量可以为船舶机械结构的设计提供科学的理论数据，对动力机械的输出功率能否达到标准进行检验，为动力机械的运行工况进行监视和故障报警。由于动力装置本身做功的不均匀性以及船舶在复杂海况运行下的负载波动，动力传动系统的扭矩并不稳定，而是在某一幅值和频率内波动。这种动态扭矩一方面是由动力装置结构本身和燃烧状况决定的，包含了动力装置的运行状态信息，通过动态扭矩的测量可以对动力装置的运行状态进行在线评估和预测。另一方面，船舶动力系统在起停车、调速、动力匹配等工况下，输出扭矩在短时间内发生急剧变化，即短时间内还维持在工况切换前的负载强度，这种短时间内的输出扭矩和负载之间不匹配，会对轴系上的设备甚至动力系统本身造成冲击，危害极大。由此可见，扭矩测量对动力系统运行状态评估及故障预测具有重要的意义。另外船舶柴油机已经走向精密控制和智能化的发展趋势，如高压共轨等新技术的出现，需要引进高准确性的扭矩测量技术手段对新技术的应用和验证进行评估。

　　3、应变片式扭矩传感器是目前国内外测量扭矩时主流使用的扭矩传感器，这主要得益于其中应变电测技术自身检测误差较小、性能稳定，且应变片生产技术成熟、性价比较高等优势。但随着船舶动力装置大型化、复杂化的发展，传统有线扭矩传感器出现了如布线困难、维护困难、易受环境干扰等问题。

　　1、为解决上述技术问题，本发明提出了一种适用于船舶轴系的无线扭矩测量系统，以解决上述现有技术存在的问题。

　　2、为实现上述目的，本发明提供了一种适用于船舶轴系的无线扭矩测量系统，包括：蝶形-轮辐式扭矩传感器，所述蝶形-轮辐式扭矩传感器包括磁耦合谐振式无线供电子系统和无线、其中，所述磁耦合谐振式无线供电子系统用于为传感器无线、所述无线信号传输子系统用于基于传感器无线供电进行信号无线、可选地，所述蝶形-轮辐式扭矩传感器的机械结构包括：法兰盘一、空心圆柱体、通孔、弹性体、应变片、法兰盘二和电路板；

　　7、所述法兰盘一和法兰盘二分别与所述空心圆柱体的圆形面两侧连接；所述法兰盘一的另一面设置弹性体，所述弹性体上设置有若干通孔，所述弹性体的两侧贴置应变片，所述应变片通过所述空心圆柱体上的通孔与所述电路板连接。

　　8、可选地，所述磁耦合谐振式无线供电子系统包括发射端、接收端和两个线、所述发射端为高频逆变电路，所述接收端为整流滤波电路；

　　10、其中，所述磁耦合谐振式无线供电系统基于设计谐振补偿网络进行传感器无线供电，所述传感器无线、基于所述发射端获得发射端电路参数，基于所述接收端获得接收端电路参数，基于两个所述线圈获得耦合机构互感；

　　12、基于s-s型谐振电路拓扑互感耦合模型，所述发射端电路参数、收端电路参数和耦合机构互感构建回路方程；

　　13、当所述回路方程的耦合机构互感和谐振角频率在扭矩传感器旋转时保持不变时，所述高频逆变电路采用恒流型逆变源供电实现传感器无线、可选地，所述回路方程为：

　　16、式中，l1，l2为两个回路的电感；i1，i2分别为两个回路的电流值，c1,c2分别为对应回路的谐振补偿电容，rs为逆变源等效内阻，r1，r2分别为各线圈的内阻，rl为负载电阻；ω为谐振角频率。

　　17、可选地，所述信号传输子系统基于单通道传输技术在所述磁耦合谐振式无线供电子系统中增加无线信号传输电路实现信号的无线、可选地，所述磁耦合谐振式无线供电子系统和所述信号传输子系统包括定子端模块和转子端模块；

　　19、其中，所述转子端模块包括：应变片信号采集单元、无线供电能量接收单元和无线通讯信息发送单元；

　　20、所述定子端模块包括：无线供电能量发送单元、无线通讯信号接收单元和传感器信号输出单元。

　　21、可选地，所述应变片信号采集单元包括：子信号采集电路、模拟开关、差分放大电路、adc模块和dac模块；

　　25、所述adc模块用于将所述应变片电压信号转换为数字信号后传输至单片机；

　　33、可选地，所述定子端模块包括：无线供电能量发送单元、无线通讯信号接收单元和传感器信号输出单元；

　　39、所述解调电路用于将载波信号解调为二进制信号后发送至cpld传感器输出信号。

　　41、本发明公开了一种适用于船舶轴系的无线扭矩测量系统，该系统包括蝶形-轮辐式扭矩传感器，蝶形-轮辐式扭矩传感器包括磁耦合谐振式无线供电子系统和无线信号传子系统；其中，磁耦合谐振式无线供电子系统用于为传感器无线供电；无线信号传输子系统用于基于传感器无线供电进行信号无线、本发明优化设计了扭矩传感器的主要机械结构，提出一种蝶形-轮辐式扭矩传感器机械结构，相比与传统应变片式扭矩传感器，结构更为轻量化、集成度更高。

　　43、本发明采用无线供电系统，相比如传统应变片式扭矩传感器的电池供电，避免了电池重量对船舶轴系结构的影响，提高了扭矩测量的精度。

　　44、本发明采用无线信号传输系统，相比与传统应变片式扭矩传感器有线传输方式的繁杂布线，简化了安装方式，使船舶轴系扭矩测量更加方便。