基于光纤光栅传感的液压管路实时在线监测与故障诊断系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于光纤光栅传感的液压管路实时在线监测与故障诊断系统包括：光纤光栅传感网路，包括安装于液压管路上的多个光纤光栅传感器；采集设备，通过传感光纤与多个光纤光栅传感器连接，采集光纤光栅传感器上的传感数据；上位机软件系统，包括通信模块、缓存模块、存储模块、实时监测模块、信号处理模块、故障诊断模块及历史数据模块。本发明专利技术采用分布式光纤光栅传感技术，实现对管路运行状态的多参数、多场监测，并将图像处理技术引入故障诊断中，同时考虑时间和空间维度，在二维图像信号上实现管路松动故障的实时在线诊断。

Real-time On-line Monitoring and Fault Diagnosis System for Hydraulic Pipeline Based on Fiber Bragg Grating Sensor

The invention discloses a real-time on-line monitoring and fault diagnosis system for hydraulic pipeline based on fiber Bragg grating sensor, which includes: a fiber Bragg grating sensor network, including a plurality of fiber Bragg grating sensors installed in hydraulic pipeline; a collection device, which connects the sensing fiber with a plurality of fiber Bragg grating sensors, collects sensing data on the fiber Bragg grating sensor; and a host computer software system, including: Communication module, cache module, storage module, real-time monitoring module, signal processing module, fault diagnosis module and historical data module. The invention adopts distributed fiber Bragg grating sensing technology to realize multi-parameter and multi-field monitoring of pipeline operation state, and introduces image processing technology into fault diagnosis, taking into account time and space dimensions, realizes real-time online diagnosis of pipeline loosening fault on two-dimensional image signal.

【技术实现步骤摘要】
基于光纤光栅传感的液压管路实时在线监测与故障诊断系统
本专利技术属于光纤光栅传感和机械工程领域，具体涉及一种基于光纤光栅传感的液压管路实时在线监测与故障诊断系统。
技术介绍
液压系统在航空航天、交通运输、船舶动力以及工程机械等领域中应用广泛，管路系统作为其核心部件，往往工作在高温、高压、强振动环境下，长期运行会导致卡箍松动、疲劳裂纹甚至泄漏等故障的产生，从而导致安全事故的发生，因此其可靠性与稳定性是保证整个液压系统安全运行的前提。其中最常见的是卡箍松动故障，关于液压管路卡箍故障检测已有大量研究，但是缺少完整的管路状态实时监测与故障诊断系统；且故障诊断方法局限于对单维信号的处理，没有充分利用管路结构同时考虑空间维度上的信息。光纤光栅作为一种新型传感器近几年被广泛应用于结构状态检测领域，与传统的电类传感器相比，具有体积小、重量轻、抗电磁干扰能力强、难腐蚀等优势，适用于狭小空间的安装与测量，且传输容量大、传输损耗小，可实现远距离、多点分布式远距离测量与检测，对于实现液压管路系统多参数多场分布式状态监测及故障诊断具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于针对现有技术中无法充分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于光纤光栅传感的液压管路实时在线监测与故障诊断系统，其特征在于，包括：光纤光栅传感网路，包括安装于液压管路上的多个光纤光栅传感器；采集设备，通过传感光纤与多个光纤光栅传感器连接，采集光纤光栅传感器上的传感数据；上位机软件系统，包括通信模块、缓存模块、存储模块、实时监测模块、信号处理模块、故障诊断模块及历史数据模块；所述通信模块与所述采集设备之间通过局域网连接，接收所述采集设备采集的实时监测数据；所述缓存模块，与所述通信模块连接，缓存所述实时监测数据；所述存储模块，与所述缓存模块连接，用于存储所述实时监测数据；所述实时监测模块，与所述缓存模块连接，用于从缓存模块中获取实时监测数据并实时...

【技术特征摘要】
1.一种基于光纤光栅传感的液压管路实时在线监测与故障诊断系统，其特征在于，包括：光纤光栅传感网路，包括安装于液压管路上的多个光纤光栅传感器；采集设备，通过传感光纤与多个光纤光栅传感器连接，采集光纤光栅传感器上的传感数据；上位机软件系统，包括通信模块、缓存模块、存储模块、实时监测模块、信号处理模块、故障诊断模块及历史数据模块；所述通信模块与所述采集设备之间通过局域网连接，接收所述采集设备采集的实时监测数据；所述缓存模块，与所述通信模块连接，缓存所述实时监测数据；所述存储模块，与所述缓存模块连接，用于存储所述实时监测数据；所述实时监测模块，与所述缓存模块连接，用于从缓存模块中获取实时监测数据并实时显示所选监测点的应变响应、温度以及加速度信号的变化情况；所述信号处理模块，与所述缓存模块连接，用于从缓存模块中获取实时监测数据并进行处理和分析，分别从时域、频域及非线性信号处理方面对监测信号进行处理、分析、显示，并进行故障特征提取，结合分布式光栅传感技术，实时显示对应于液压管路结构的特征值分布；所述故障诊断模块，用于结合支持向量机在图像分类上的应用和分布式光栅传感技术，同时考虑监测信号在时间和空间维度上的分布，将信号转化为图像进行处理；同时，结合信号自然态相位在时间上连续的线性特性，以自然态相位作为图像在时间维度上的信号，具体流程如下：(1)对于一个光纤光栅传感器，取长度为k个采样点的信号s(t)，根据希尔伯特变换计算信号瞬时相位IP(t)：其中H[...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏勤，鲁玲，娄平，王泽超，杨锋，肖娜，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42