用于轴承磨损测量的单模光纤及检测装置

本发明涉及轴承磨损测量，更具体的说是涉及一种用于轴承磨损测量的单模光纤及检测装置。

背景技术：

1、滑动轴承作为船舶动力推进系统的重要组成部分，起着至关重要的作用。但在使用中，极易发生磨损，若未及时发现，则会引发机械故障，甚至重大事故。

2、目前，监测方法主要以间接测量为主，包括油液振动噪声法、声发射法、和应变法，上述方法虽然能够实时的实现磨损量的测量，但均精度较低。

3、因此，如何提供一种新的磨损测量方法，以提高测量精度是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种用于轴承磨损测量的单模光纤及检测装置，主要目的在于实现轴承磨损的高精度测量。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种用于轴承磨损测量的单模光纤，其特征在于，内部间隔刻有第一啁啾光纤光栅和第二啁啾光纤光栅，所述第一啁啾光纤光栅和所述第二啁啾光纤光栅，具有相同的参数，并按同啁啾方向进行级联，所述第一啁啾光纤光栅端为光源信号入射端，所述第二啁啾光纤光栅端为光源信号出射端；或所述第二啁啾光纤光栅端为光源信号入射端，所述第一啁啾光纤光栅端为光源信号出射端。

4、作为优选，所述参数包括栅区长度、啁啾系数以及啁啾方向。

5、作为优选，所述第一/第二啁啾光纤光栅的另一端还刻有布拉格光纤光栅，始终使所述布拉格光纤光栅端位于距离光源较近的一侧，作为光源信号入射端。

6、一种用于轴承磨损测量的检测装置，其特征在于，包括依次相连的轴承磨损检测传感器、扫描激光器和信号解调系统，

7、所述轴承磨损检测传感器，包括赛龙螺栓以及铠装外壳，所述赛龙螺栓内部嵌有如上所述的用于轴承磨损测量的单模光纤；所述铠装外壳用于实现所述赛龙螺栓与光纤跳线的固定；

8、所述扫描激光器，通过所述光纤跳线连接所述轴承磨损检测传感器，所述扫描激光器为四通道扫描激光器，用于实现轴承多处磨损的同时测量。

9、作为优选，扫描激光器的输出光源为宽带光，分辨率为20pm。

10、作为优选，根据所述激光扫描器的分辨率确定第一啁啾光纤光栅和第二啁啾光纤光栅的参数和间隔。

11、根据权利要求7所述的一种轴承磨损测量的检测装置，其特征在于，所述扫描激光器的扫描通道设有开关，以实现不同位置的单路测量。

12、经由上述的技术方案可知，本发明公开提供了一种用于轴承磨损测量的单模光纤及检测装置，通过在同一单模光纤同时刻写一对参数相同的啁啾光纤光栅，组成啁啾光纤光栅-fp，并利用啁啾光纤光栅-fp的干涉条纹数量对滑动轴承磨损量进行高精度解调，本发明利用啁啾光纤光栅-fp的干涉条纹数量与栅区长度的线性关系完成滑动轴承的磨损量测量，该技术不易受环境影响，能够实现对轴承磨损的早期监测，在现有技术的基础上有效提高磨损量的测量精度。

13、同时利用布拉格光纤光栅对温度的敏感性，对传感器的测量位置进行温度监测。本发明利用啁啾光纤光栅-fp传感器对船舶的动力系统滑动轴承的磨损状态进行实时检测，对轴承完成健康监测，以防止轴承故障造成重大事故。

技术特征：

1.一种用于轴承磨损测量的单模光纤，其特征在于，内部间隔刻有第一啁啾光纤光栅和第二啁啾光纤光栅，所述第一啁啾光纤光栅和所述第二啁啾光纤光栅，具有相同的参数，并按同啁啾方向进行级联，所述第一啁啾光纤光栅端为光源信号入射端，所述第二啁啾光纤光栅端为光源信号出射端；或所述第二啁啾光纤光栅端为光源信号入射端，所述第一啁啾光纤光栅端为光源信号出射端。

2.根据权利要求1所述的一种用于轴承磨损测量的单模光纤，其特征在于，所述参数包括栅区长度、啁啾系数以及啁啾方向。

3.根据权利要求1所述的一种用于轴承磨损测量的单模光纤，其特征在于，第一/第二啁啾光纤光栅的另一端还刻有布拉格光纤光栅，且所述布拉格光纤光栅位于离光源较近的一侧。

4.一种用于轴承磨损测量的检测装置，其特征在于，包括依次相连的轴承磨损检测传感器、扫描激光器和信号解调系统，

5.根据权利要求4所述的一种用于轴承磨损测量的检测装置，其特征在于，所述扫描激光器的输出光源为宽带光，分辨率为20pm。

6.根据权利要求4所述的一种用于轴承磨损测量的检测装置，其特征在于，根据所述激光扫描器的分辨率确定第一啁啾光纤光栅和第二啁啾光纤光栅的参数和间隔。

7.根据权利要求4所述的一种用于轴承磨损测量的检测装置，其特征在于，所述扫描激光器的扫描通道设有开关，以实现不同位置的单路测量。

技术总结
本发明公开了一种用于轴承磨损测量的单模光纤及检测装置，其中，单模光纤内部间隔刻有第一啁啾光纤光栅和第二啁啾光纤光栅，第一啁啾光纤光栅和第二啁啾光纤光栅，具有相同的参数，并按同啁啾方向进行级联，第一/第二啁啾光纤光栅端为光源信号入射端，第二/第一啁啾光纤光栅端为光源信号出射端。本发明相同参数的啁啾光纤光栅形成的FP腔，可产生较细且数量较多的干涉条纹，以根据干涉条纹数目与栅区长度的关系实现轴承磨损量的高精度测量。

技术研发人员：刘彬,张衫衫,井佳奇,田波,钟志,单明广,刘磊
受保护的技术使用者：哈尔滨工程大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15