光纤束传感器测量轴系扭转振动的研究.pdf

10 传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies) 2011年第3O卷 第 1期 光纤束传感器测量轴系扭转振动的研究 孔祥洪，段发阶，李孟麟，欧阳涛 (天津大学 精密测试技术及仪器国家重点实验室。天津 300072) 摘 要：介绍了一种运用光纤束传感器结合双条纹编码盘、测量轴系扭振的系统。论述了该测量系统的 实现原理、系统构成、采样时间对扭振测量精度的影响，以及系统误差。将该系统在某型号航空设备上进 行模拟实验，验证了该测量系统具备高精度、安装方便、抗干扰能力强等优点，对于回转机械的扭振检测和 故障诊断具有很好的实用价值。 关键词：激光；光纤束传感器；扭振；角速度 中图分类号：TN247 文献标识码：A 文章编号：1000-9787(2011)01-0010-03 Research ontorsional-axialvibration measurementusing fiber-opticbundlesensor KONGXiang—hong，DUANFa-jie，LIMeng—lin，OUYANGTao (StateKeyLaborataryofPrecisionMeasuringTechnology Instruments， TianjinUniversity，Tianjin300072，China) Abstract：A torsional—axialvibrationmeasurementsystem usingthecombinationoffiber—opticbundlesensorand encodingdisk isintorduced．Theprinciple，system structure，the impacts ofsampling time on measurement precision，aswellassystematice~orsarediscussed．Thesystem wasinstalledontherealaviationequipmentfor simulation．Theresultsprovethesystem hasadvantageofhighprecision，easytoinstallandstrongabilityofanti- interference．Thesystem haspracticalvalueonthedetectionoftorsionalvibrationandfaultdiagnosisonrotating machinery． Keywords：laser；fiber—opticbundlesensor；torsionalvibration；angularvelocity 0 引 言 个标记点。假设其中相邻两点为a和b，两点对应的轴角 在机械传动过程中总会存在非对称负载等不平衡因素 为0 当轴系旋转时，计数器对频率为-厂的高速时钟脉冲 的影响，致使传动轴系在回转过 中存在着不同程度的扭 进行计数。通过传感器感应轴上的标记点，在标记点掠过 转振动。过于强烈的扭转振动容易在轴系产生疲劳积累， 传感器测头时刻锁存计数器数值。当a，b点掠过传感器测 导致轴系断裂。在船舶主轴、内燃机曲轴、发电机转子以及 头时，会得到相应的计数值 Ⅳ。和 。计算轴系在a，b两 燃气涡轮转子等回转轴系中，扭振的研究和检测具有重大 点掠过传感器测头时刻平均角速度 0。6 · 的意义。