一种轴系应变测量系统

本发明属于机械工程，具体涉及一种基于光纤光栅传感器的轴系应变测量系统。

背景技术：

1、旋转轴系结构是指动力装置中在主机和推进器之间的旋转轴，通常由几个分段组合构成，它的主要功能是将主机输出的扭矩传递到推进器上。

2、传统的轴系应变测量常采用电阻应变片，存在易受环境影响、不利于长期监测等问题。因此，迫切需要研发一种受环境影响小、利于长期监测的轴系应变测量系统，实时测量分析轴系应变，为轴系的安全运行提供保障和支持。

技术实现思路

1、鉴于现有轴系应变测量系统的不足，本发明提供一种基于光纤光栅传感器的轴系应变测量系统。

2、本发明的技术方案：

3、一种轴系应变测量系统，包括光纤封装结构、传感光纤、温度补偿光纤铠装套管、光纤光栅解调仪和无线传输模块；

4、所述光纤封装结构为基片式，整体呈贴合待测轴系的弧形，其上包括一个l型定位装置以及位于45°和315°方向的环型增敏装置，光纤封装基底沿光纤布置方向设置有光纤定位槽；

5、所述l型定位装置用于光纤光栅应变传感器安装时定位轴系轴向；

6、所述环型增敏装置由多个环形结构串联组成，实现光栅区增敏；

7、所述传感光纤为一条写入三个光栅区的传感光纤，45°和315°方向两个光栅区用于应变测量，一个光栅区用于温度补偿，45°和315°方向应变测量光纤布置于光纤封装结构中的光纤定位槽，45°和315°方向应变测量光栅区通过环型增敏装置提高灵敏度，用于温度补偿的光栅区由温度补偿光纤铠装套管保护；

8、所述光纤光栅解调仪，连接传感光纤，光纤光栅解调仪用于发出光信号并接收和解调传感光纤内的信号；

9、所述无线传输模块，通过信号传输线缆与光纤解调仪相连，用于无线传输采集到的测试信号。

10、所述传感光纤为单模光纤，三个光栅区串联连接。

11、所述光纤光栅应变传感器具有温度自补偿功能。

12、本发明的有益效果：

13、(1)本发明所述的基于光纤光栅传感器的轴系应变测量系统的封装结构采用弧形的基片式封装方式，易与轴系结构形状配合。

14、(2)本发明所述的基于光纤光栅传感器的轴系应变测量系统的封装结构具有定位装置，易于传感器安装时的轴系轴向定位。

15、(3)本发明所述的基于光纤光栅传感器的轴系应变测量系统的封装结构在45°和315°方向设置环型增敏装置，可提高光纤光栅灵敏度。

16、(4)本发明所述应变测量系统可以在温度补偿的前提下，进行轴系双向应变测量，计算可得轴系剪切应变。

17、(5)本发明所述应变测量系统采用无线传输模块，解决轴系结构处于旋转状态时的信号传输问题。

18、(6)本发明所述应变测量系统由温度补偿光纤铠装套管对温度补偿光栅区进行保护，可增强温补光栅区的结构安全。

技术特征：

1.一种轴系应变测量系统，其特征在于，该轴系应变测量系统包括光纤封装结构、传感光纤、温度补偿光纤铠装套管、光纤光栅解调仪和无线传输模块；

2.根据权利要求1所述的轴系应变测量系统，其特征在于，所述传感光纤为单模光纤，三个光栅区串联连接。

3.根据权利要求1所述的轴系应变测量系统，其特征在于，所述光纤光栅应变传感器具有温度自补偿功能。

技术总结
本发明属于机械工程技术领域，公开了一种轴系应变测量系统，包括光纤封装结构、传感光纤、温度补偿光纤铠装套管、光纤光栅解调仪和无线传输模块。光纤封装结构呈与待测轴系形状匹配的弧形，设有环型增敏结构和L型定位装置。传感光纤内写入了三个光栅区，其中两个光栅区用于结构应变测量，一个光栅区用于温度补偿，温度补偿光栅区通过温度补偿光纤铠装套管进行保护。本轴系应变测量系统具有易于定位及安装，灵敏度高，可实现温度自补偿等优点；采用无线传输模块，解决轴系结构处于旋转状态时的信号传输问题。本轴系应变测量系统可实时测量分析轴系应变，为轴系安全运行提供保障和支持。

技术研发人员：崔洪宇,胡昊明,徐环球,尹晓开,张希栋,王政
受保护的技术使用者：大连理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16