一种全光纤机电设备健康状况综合监测系统技术方案

本实用新型专利技术提供了全光纤机电设备健康状况综合监测系统，它解决了传统的电子传感器易受电磁干扰及监测方式实时性差的问题，其包括第一光纤光栅、第二光纤光栅、第一准直器、第二准直器、调节架、光纤光栅解调仪和分路器；第一光纤光栅固定且耦合于机电设备的转轴上，第一光纤光栅的尾部自由端与分路器的输入端熔接；第二光纤光栅固定但不耦合于机电设备的转轴，第二光纤光栅的尾部自由端与分路器的输入端熔接；分路器的输出端与第一准直器熔接；第二准直器固定于调节架上，调节架用于调整第一准直器和第二准直器同轴，第二准直器的尾纤与光纤光栅解调仪连接。其采用光纤作为敏感元器件，实现实时在线全程无源抗电磁干扰监测。实现实时在线全程无源抗电磁干扰监测。实现实时在线全程无源抗电磁干扰监测。

【技术实现步骤摘要】
一种全光纤机电设备健康状况综合监测系统


[0001]本技术属于综合监测领域，尤其涉及一种全光纤机电设备健康状况综合监测系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]随着机电设备的大型化、高效化、自动化、复杂化和高速化，机电设备的实时在线多参数综合监测成为机电设备正常运行的关键。其中转轴作为各机电设备的重要部件，转轴的健康状况成为机电设备正常运行最关键因素。
[0004]转轴的转速、温度、受力情况及受力点、扭矩和离心情况等为判定转轴是否健康的关键参数。
[0005]专利技术人发现，目前机电设备转轴健康状况监测存在以下问题：1)传统的电子传感器易受电磁干扰，尤其是工作与大型电动机附近；2)工业应用中对于转轴不同参数的测量一般是由各个参数的测量子系统组合而成，不同子系统之间接口难以统一，连接复杂；3)传统传感器的安装会破坏转轴自身或其部件的结构，影响其工作寿命；4)传统监测方式实时性差：转轴监测多为无线监测，信息发射存在失效型，无法实现实时在线监测；5)无法实现长距离传输，传统传输方式多为无线基站发射与接受，即存在传输信号损耗又不能保证长距离传输问题。

技术实现思路

[0006]为了解决上述
技术介绍
中存在的至少一项技术问题，本技术提供一种全光纤机电设备健康状况综合监测系统，其采用光纤作为敏感元器件，可实现多参数综合检测、实时在线监测、自诊断及传距离传输等功能，监测全程无源抗电磁干扰。
[0007]为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：
[0008]一种全光纤机电设备健康状况综合监测系统，包括第一光纤光栅、第二光纤光栅、第一准直器、第二准直器、调节架、光纤光栅解调仪和分路器；
[0009]所述第一光纤光栅固定且耦合于机电设备的转轴，第一光纤光栅的尾部自由端与分路器的输入端熔接；所述第二光纤光栅固定但不耦合于机电设备的转轴，第二光纤光栅的尾部自由端与分路器的输入端熔接；所述分路器的输出端与第一准直器熔接；所述第二准直器固定于调节架上，调节架用于调整第一准直器和第二准直器同轴，第二准直器的尾纤与光纤光栅解调仪连接。
[0010]作为一种实施方式，所述第一准直器安装于第一准直器夹具中心，第一准直器夹具安装在机电设备的转轴尾端。
[0011]作为一种实施方式，所述分路器固定于第一准直器夹具内部。
[0012]作为一种实施方式，所述第一光纤光栅的尾部自由端从第一准直器夹具中心穿
出，与分路器其中一分纤熔接。
[0013]作为一种实施方式，所述第二光纤光栅的尾部自由端从第一准直器夹具中心穿出，与分路器其中一分纤熔接。
[0014]作为一种实施方式，所述第二光纤光栅端部固定且耦合于离心夹具表面凹槽内，离心夹具安装于机电设备的转轴端部。
[0015]作为一种实施方式，所述第一光纤光栅固定且耦合于机电设备的转轴表面凹槽内。
[0016]作为一种实施方式，所述第二准直器通过第二准直器夹具固定于调节架上。
[0017]作为一种实施方式，所述分路器为一分二均分分路器。
[0018]作为一种实施方式，所述第一光纤光栅的栅区与第二光纤光栅中的栅区一一对应。
[0019]本技术的有益效果是：
[0020](1)本技术的全光纤机电设备健康状况综合监测系统，当转轴发生跳动时，安装于转轴端部的第一准直器发射的光波会偏于第二准直器的中心位置，导致光纤光栅解调仪所接收的光信号损耗，通过标定跳动量与光波损耗的关系可精确的判定转轴跳动量或者偏心量；
[0021](2)本技术结合光纤光栅自身特性，监测元器件为光纤，通体采用光波传输，与传统电子传感器相比，具有抗强电磁干扰的功能；
[0022](3)本技术通过两支准直器的光波传输，实现了有线传输的无线传输方式在旋转物体上的监测光纤中所传输的光波有线传输至光纤光栅解调仪的功能。解决了传感器信号传输过程信号损耗的缺点，克服了无线传输无法实时在线监测的缺点；
[0023](4)本技术结合光纤光栅自身特性，光纤光栅直接固定于转轴表面，因光纤仅为0.125mm，安装耦合光纤光栅不破坏被监测物的自身结构。解决了因安装传感器破坏其原有组成等问题；
[0024](5)本技术结合光纤光栅自身特性，光纤光栅自身为传感元器件，光纤光栅解调仪发射的宽带光，穿过布满光栅的光纤，反射回缺少特定波长的光波，通过判断其光波的波长变化，实现转轴多参数的全程实时无源在线监测；
[0025](6)本技术以光波作为传播载体，可实现远距离无损耗传输信号，解决了电子传感器远距离传输信号损耗的缺点；
[0026](7)本技术以光纤光栅作为传感元器件，光纤可实现最高300℃下正常工作，解决了传统电子传感器在高温特殊环境下无法正常工作的问题。
[0027]本技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
[0028]构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。
[0029]图1是本技术实施例的全光纤机电设备健康状况综合监测系统示意总图；
[0030]图2是本技术实施例的全光纤机电设备健康状况综合监测系统的局部放大图；
[0031]图3是本技术实施例的光栅监测及分布示意图；
[0032]图4是本技术实施例的第一准直器夹具示意图。
[0033]其中，1转轴、2驱动电机、3带座轴承、4第一光纤光栅、5第二光纤光栅、6第一准直器、7第二准直器、8离心夹具、9第一准直器夹具、10第二准直器夹具、11调节架、12光纤光栅解调仪、13分路器、14光栅0、15光栅1、16光栅1
’
、17光栅N、18光栅N
’
、19光栅A、20光栅A+N。
具体实施方式
[0034]下面结合附图与实施例对本技术作进一步说明。
[0035]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0036]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0037]在本技术中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全光纤机电设备健康状况综合监测系统，其特征在于，包括第一光纤光栅、第二光纤光栅、第一准直器、第二准直器、调节架、光纤光栅解调仪和分路器；所述第一光纤光栅固定且耦合于机电设备的转轴，第一光纤光栅的尾部自由端与分路器的输入端熔接；所述第二光纤光栅固定但不耦合于机电设备的转轴，第二光纤光栅的尾部自由端与分路器的输入端熔接；所述分路器的输出端与第一准直器熔接；所述第二准直器固定于调节架上，调节架用于调整第一准直器和第二准直器同轴，第二准直器的尾纤与光纤光栅解调仪连接。2.如权利要求1所述的全光纤机电设备健康状况综合监测系统，其特征在于，所述第一准直器安装于第一准直器夹具中心，第一准直器夹具安装在机电设备的转轴尾端。3.如权利要求2所述的全光纤机电设备健康状况综合监测系统，其特征在于，所述分路器固定于第一准直器夹具内部。4.如权利要求2所述的全光纤机电设备健康状况综合监测系统，其特征在于，所述第一光纤光栅的尾部自由端从第...

【专利技术属性】
技术研发人员：李荣先，柳春，齐晓平，王守波，卢正勇，姜龙，曹鲁，刘统玉，
申请(专利权)人：山东微感光电子有限公司，
类型：新型
国别省市：