一种滚动轴承监测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种滚动轴承监测装置及方法，涉及检测技术领域。一种滚动轴承监测装置，通过在滚动轴承的外圈开设有容纳第一光纤的环形凹槽，第一光纤上设有多个间隔设置的用于监测外圈的应变或振动的光纤光栅；光纤光栅一旦检测到外圈的工作情况异常，便会触发报警器件工作。该监测装置结构简单，操作方便；利用光纤光栅对滚动轴承的应变和振动进行监测，从而判断轴承的健康状况。一种滚动轴承监测方法，基于上述的滚动轴承监测装置，能够实现滚动轴承的实时监测，具有防爆、抗电磁干扰、耐高温高压、易于多路复用组网、适于远距离监测等特点。

Rolling bearing monitoring device and method

The invention discloses a rolling bearing monitoring device and a method thereof. A rolling bearing monitoring device, the rolling bearing outer ring is provided with an annular groove to accommodate the first optical fiber, a first optical fiber is provided with a plurality of spaced fiber gratings for monitoring the outer strain or vibration; fiber grating upon detection of outer work abnormal, will trigger the alarm device. The utility model has the advantages of simple structure and convenient operation, and the strain and vibration of the rolling bearing can be monitored by using the fiber Bragg grating, so as to judge the health condition of the bearing. A monitoring method of rolling bearing, rolling bearing monitoring device based on the above, can be used to realize real-time monitoring of rolling bearings, with explosion-proof, anti electromagnetic interference, high temperature and high pressure resistance, easy multiplexing network, suitable for long-distance monitoring etc..

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及检测
，具体而言，涉及一种滚动轴承监测装置及方法。
技术介绍
滚动轴承作为旋转机械的基本部件，同时作为承受非线性和时变性载荷的典型零部件，在众多行业都有着广泛的应用，并且占据着主导作用。因此，针对滚动轴承的运行状态和安装环境，进行深度感知、智能监测与故障诊断技术一直是机械装备状态监测领域极为关注的热点和迫切需要的技术。目前包括滚动轴承在内的多数机械设备的状态监测主要采用传统的电磁类传感器固定到设备的外壳上，因为壳体与被测部件之间的耦合程度不高导致信号的传输质量不好；并且该类传感器具有测点参数单一、抗电磁干扰能力弱、以及信号远距离传输能力较差等局限性，从而使得其在机械设备多参数分布式动态监测中的应用受到限制。再者，针对某些特殊装备，由于受空间和设计缺陷等的限制，轴承所处位置空间狭小，传统传感器安装受限难以获取高质量的轴承状态信号。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的之一在于提供一种基于光纤光栅的滚动轴承监测装置。在滚动轴承的外圈开设有容纳第一光纤的环形凹槽，第一光纤上设有多个间隔设置的用于监测外圈的应变或振动的光纤光栅；光纤光栅一旦检测到外圈的工作情况异常，便会触发报警器件工作。该监测装置结构简单，操作方便；利用光纤光栅对滚动轴承的应变和振动进行监测，从而判断轴承的健康状况；具有测量范围大、抗电磁干扰和响应速度快的优点，其嵌入式设计既不会对轴承的正常工作产生负面影响，也能够获取高质量的轴承状态信号。本专利技术实施例的目的之二在于提供一种滚动轴承监测方法，基于上述的滚动轴承监测装置，能够实现滚动轴承的实时监测，具有防爆、抗电磁干扰、耐高温高压、易于多路复用组网、适于远距离监测等特点。本专利技术的实施例是这样实现的：一种滚动轴承监测装置，包括滚动轴承、检测器件、报警器件、控制装置与分光器件；检测器件包括第一光纤和设于第一光纤上的多个间隔分布的光纤光栅；滚动轴承的外圈开设有容纳第一光纤的环形凹槽；光纤光栅用于监测外圈的应变或振动并生成光信号。分光器件包括第二光纤、第一光传输器件与第二光传输器件；第二光纤连接于第一光传输器件与第二光传输器件之间；第一光纤与第二光传输器件相连；第一光传输器件和报警器件与控制装置分别相连。第一光传输器件用于将接收到的光信号进行处理之后沿第二光纤发送至光纤光栅；第二光传输器件用于将光纤光栅检测到的光信号沿第二光纤反射回第一光传输器件；第一光传输器件将接收的光信号发送至控制装置。控制装置用于将第一光传输器件发送的光信号与预存光信号进行对比，判断发送的光信号与预存光信号的差异度是否超预设阀值，当超过预设阀值时，则触发报警器件工作。专利技术人发现：现有的滚动轴承设备的状态监测主要采用将传统的电磁类传感器固定到设备的外壳上；该类传感器具有测点参数单一、抗电磁干扰能力弱、以及信号远距离传输能力较差等局限性；而且针对某些特殊装备，由于受空间和设计缺陷等的限制，轴承所处位置空间狭小，传统传感器安装受限难以获取高质量的轴承状态信号。旨在解决上述情况，专利技术人设计了一种滚动轴承监测装置，其包括滚动轴承、检测器件、报警器件、控制装置与分光器件。在滚动轴承的外圈开设有容纳第一光纤的环形凹槽，第一光纤上设有多个间隔设置的用于监测外圈的应变或振动的光纤光栅。第二光传输器件用于将光纤光栅检测到的光信号沿第二光纤反射回第一光传输器件；第一光传输器件将接收的光信号发送至控制装置。控制装置用于将第一光传输器件发送的光信号与预存光信号进行对比，判断发送的光信号与预存光信号的差异度是否超预设阀值，当超过预设阀值时，则触发报警器件工作。该监测装置结构简单，操作方便；利用光纤光栅对滚动轴承的应变和振动进行监测，从而判断轴承的健康状况；具有测量范围大、抗电磁干扰和响应速度快的优点，其嵌入式设计既不会对轴承的正常工作产生负面影响，也能够获取高质量的轴承状态信号。在本专利技术的一种实施方式中：控制装置包括控制器与调制解调器；分光器件还包括光源；调制解调器与控制器、第一光传输器件分别相连；光源与第一光传输器件相连。在本专利技术的一种实施方式中：滚动轴承监测装置还包括开关件，开关件与控制器相连，并设于第一光传输器件与第二光传输器件之间，控制器通过开关件向光源发送控制光源的开启闭合状态的控制指令。在本专利技术的一种实施方式中：第一光传输器件包括至少一个第一耦合器，第二光传输器件包括多个第二耦合器，多个第二耦合器的一端分别与多个检测器件的第一光纤一一对应连接，另一端通过多个第二光纤与第一耦合器连接。在本专利技术的一种实施方式中：第一光纤与第二耦合器以热熔接的方式连接，第二光纤与第一耦合器、第二耦合器之间以热熔接的方式连接。在本专利技术的一种实施方式中：控制器与报警器件相连。在本专利技术的一种实施方式中：相邻两个光纤光栅之间的距离，根据滚动轴承的直径大小以及监测点数决定。在本专利技术的一种实施方式中：滚动轴承监测装置还包括粘贴件，粘贴件使第一光纤与凹槽的内表面紧密连接。在本专利技术的一种实施方式中：粘贴件为树脂胶。一种滚动轴承监测方法，基于上述滚动轴承监测装置，包括如下步骤：S1：控制装置控制光源将光信号依次通过第一光传输器件与第二光传输器件传输给光纤光栅；S2：光纤光栅用于检测外圈的应变或振动并生成光信号并将光信号反射回第一光传输器件；S3：第一光传输器件将光信号发送至控制装置，控制装置判断接收的光信号与预存光信号的差异度是否超预设阀值，当超过预设阀值时，则触发报警器件工作。本专利技术的实施例具有以下有益效果：本专利技术的实施例提供的一种基于光纤光栅的滚动轴承监测装置。在滚动轴承的外圈开设有容纳第一光纤的环形凹槽，第一光纤上设有多个间隔设置的用于监测外圈的应变或振动的光纤光栅；光纤光栅一旦检测到外圈的工作情况异常，便会触发报警器件工作。该监测装置结构简单，操作方便；利用光纤光栅对滚动轴承的应变和振动进行监测，从而判断轴承的健康状况；具有测量范围大、抗电磁干扰和响应速度快的优点，其嵌入式设计既不会对轴承的正常工作产生负面影响，也能够获取高质量的轴承状态信号。本专利技术的实施例提供的一种滚动轴承监测方法，基于上述的滚动轴承监测装置，能够实现滚动轴承的实时监测，具有防爆、抗电磁干扰、耐高温高压、易于多路复用组网、适于远距离监测等特点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术实施例中滚动轴承监测装置的第一种连接框图；图2为本专利技术实施例中滚动轴承的第一种结构示意图；图3为本专利技术实施例中滚动轴承的第二种结构示意图；图4为本专利技术实施例中滚动轴承监测装置的第二种连接框图。图标：100-滚动轴承监测装置；10-滚动轴承；101-外圈；103-凹槽；105-内圈；107-滚动体；20-检测器件；201-第一光纤；203-光纤光栅；30-报警器件；60-开关件；40-控制装置；401-控制器；403-调制解调器；50-分光器件；501-第二光纤；502-第一光传输器件；503-第二光传输器件；504-光源。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种滚动轴承监测装置，其特征在于：包括滚动轴承、检测器件、报警器件、控制装置与分光器件；所述检测器件包括第一光纤和设于所述第一光纤上的多个间隔分布的光纤光栅；所述滚动轴承的外圈开设有容纳所述第一光纤的环形凹槽；所述光纤光栅用于监测所述外圈的应变或振动并生成光信号；所述分光器件包括第二光纤、第一光传输器件与第二光传输器件；所述第二光纤连接于所述第一光传输器件与第二光传输器件之间；所述第一光纤与所述第二光传输器件相连；所述第一光传输器件和报警器件与所述控制装置分别相连；所述第一光传输器件用于将接收到的光信号进行处理之后沿所述第二光纤发送至所述光纤光栅；所述第二光传输器件用于将所述光纤光栅检测到的光信号沿所述第二光纤反射回所述第一光传输器件；所述第一光传输器件将接收的光信号发送至所述控制装置；所述控制装置用于将所述第一光传输器件发送的光信号与预存光信号进行对比，判断所述发送的光信号与所述预存光信号的差异度是否超预设阀值，当超过预设阀值时，则触发所述报警器件工作。

【技术特征摘要】
1.一种滚动轴承监测装置，其特征在于：包括滚动轴承、检测器件、报警器件、控制装置与分光器件；所述检测器件包括第一光纤和设于所述第一光纤上的多个间隔分布的光纤光栅；所述滚动轴承的外圈开设有容纳所述第一光纤的环形凹槽；所述光纤光栅用于监测所述外圈的应变或振动并生成光信号；所述分光器件包括第二光纤、第一光传输器件与第二光传输器件；所述第二光纤连接于所述第一光传输器件与第二光传输器件之间；所述第一光纤与所述第二光传输器件相连；所述第一光传输器件和报警器件与所述控制装置分别相连；所述第一光传输器件用于将接收到的光信号进行处理之后沿所述第二光纤发送至所述光纤光栅；所述第二光传输器件用于将所述光纤光栅检测到的光信号沿所述第二光纤反射回所述第一光传输器件；所述第一光传输器件将接收的光信号发送至所述控制装置；所述控制装置用于将所述第一光传输器件发送的光信号与预存光信号进行对比，判断所述发送的光信号与所述预存光信号的差异度是否超预设阀值，当超过预设阀值时，则触发所述报警器件工作。2.根据权利要求1所述的一种滚动轴承监测装置，其特征在于：所述控制装置包括控制器与调制解调器；所述分光器件还包括光源；所述调制解调器与所述控制器、所述第一光传输器件分别相连；所述光源与所述第一光传输器件相连。3.根据权利要求2所述的一种滚动轴承监测装置，其特征在于：所述滚动轴承监测装置还包括开关件，所述开关件与所述控制器相连，并设于所述第一光传输器件与所述第二光传输器件之间，所述控制器通过所述开关件向所述光源发送控制所述光源的开启闭合状态的控制指令。4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐刚，陈宗涛，李红丽，李玉梅，盛继群，李刚炎，
申请(专利权)人：湖北工程学院，
类型：发明
国别省市：湖北;42