一种用于油液振动监测的光纤传感器，其特征在于，主要由圆柱形壳体、端盖、受压体、阻尼锥体、平衡弹簧、O型密封圈、传感光纤和参考光纤组成；所述的端盖中部安装有阻尼锥体；所述的受压体是截面为工字型的圆柱体，中间设置有圆形受压面；所述的受压面中部设置有对称等长的阻尼管，所述的阻尼管与安装在端盖上的阻尼锥体在同一中心轴线上相互配合；所述的受压面中部两侧设置有与端盖的传感光纤和参考光纤通孔相对应的通孔；所述的传感光纤和参考光纤分别安装有相同的FBG(Fiber Braggart Grating)光栅，分别设置在端盖与受压面相应的通孔内。本发明专利技术传感光纤受纵向振动具有单一性，可消除设备本体振动的影响，结构简单，能够准确地实现油液振动的监测。准确地实现油液振动的监测。准确地实现油液振动的监测。
【技术实现步骤摘要】
一种用于油液振动监测的光纤传感器
[0001]本专利技术涉及油液振动监测领域，特别涉及一种用于油液振动监测的光纤传感器领域。
技术介绍
[0002]油液在机械设备中起到润滑、热交换以及清洁系统的作用，被称之为设备的“血液”。特别是利用油液传递动力的液压系统，油液的运行状态(如振动、压力等参数的变化)极大地影响设备的安全运行和执行机构的运动准确性和稳定性。
[0003]由于机械设备的运转、油液流速变化、压力突变等原因，油液是不可避免的呈现振动状态。另外不论设备外部侵入还是内部产生的颗粒污染物，从它产生的来源和频度来看都与油液振动状态密切相关的，具体来说，颗粒污染物伴随着油液的振动，对元件内表面或摩擦副具有剪切作用，即这些颗粒污染物的存在会影响油液的动态特性，在油液振动信号中都会有不同程度的反映，而油液振动参数比起设备的其它状态参数能更直接、快速、准确地通过测量而获取。因此，对油液的振动状态进行监测，对有效地评估设备的健康状态，实现设备安全可靠运行具有重要的科学意义。
[0004]常见的振动监测是进行设备状态监测、故障诊断、产品的动态性能测试与优化设计等工作的重要环节，在不同的领域取得了广泛的应用，如专利技术(CN110567571A)公开了一种基于光纤分布式监测的输油管路振动检测方法，包括如下步骤：将光纤作为传感器沿着输油管路布置，光纤振动监测主机仿真正常情况下的管路噪声谱以及振动情况下的输油管摩擦振动噪声特性，光纤实时采集输油管摩擦产生的振动信号，并将振动信号传送至光纤振动监测主机，光纤振动监测主机根据振动信号特性，进行预处理和模式识别算法处理，并将处理结果与仿真结果进行比对，确认输油管摩擦振动情况，当振动幅度超出安全范围时，进行报警。该专利技术能够精准分析输油管振动情况。专利技术(CN111692054A)公开了基于振动时域与频域信号智能分析的风电齿轮箱瑕疵检测系统，包括：油液分析装置、振动监测装置、信号转换装置和故障分析装置；油液分析装置用于对风电机组齿轮箱的油液进行分析并根据故障分析装置发来的检测信号将油液分析结果发送给故障分析装置；可见该专利技术同样振动监测装置用于监测风电机组齿轮箱的振动情况，而对油液的分析并不是利用振动装置进行的。
[0005]随着光纤技术的发展也逐步应用到油液检测仪器中，利用光学纤维作为传导介质的光纤传感器技术以其高的抗干扰，不受温度、电磁等影响，文献(光纤油液污染监测传感器设计，殷勇辉，严新平，萧汉梁，仪表技术与传感器，2006.11)基于Beer
‑
Lambert定律，利用悬浮在油液中的污染颗粒对入射光的吸收和散射作用，设计了光纤传感器探头，根据发光强度的变化来反映油液污染度的变化情况。专利技术(CN111997600A)涉及一种基于分布式光纤声学振动(DAS)的井筒流体流速和流态监测模拟实验装置及其方法，其包括供液模块、供气模块、DAS系统模块、角度调节稳定模块、模拟管柱和液体循环处理模块。DAS系统模块由激光光源(18)、振动传感光纤(17)、振动信号采集处理器(19)和高速摄像头(20)构成，目的
是同步采集图像和振动信号，利用光时域原理和背向瑞利散射原理进行流体振动信号的测量。可见，提出的这些技术方案可以实现油液中颗粒物或者油液运动状态的监测，但是涉及到很多复杂的算法以及监测装置，实时性和监测效果有待进一步提高。
技术实现思路
[0006]为了利用光纤技术对设备中的油液振动信号进行监测，克服以上技术方案的缺点，本专利技术提出一种用于油液振动监测的光纤传感器，提取出油液的振动信号特征，进而还可以对与油液有本质联系的颗粒污染物的含量进行监测的效果，从而表征设备运行的可靠性，将油液监测与振动监测属于不同学科的监测技术进行融合和交叉，实现设备安全运行的目的。
[0007]本专利技术待解决的技术问题是如何进行高效地实现设备中运行的油液振动的监测，获取油液的振动信号，以期达到设备安全运行的目的。
[0008]为解决上述的技术问题，本专利技术提出以下技术方案：
[0009]一种用于油液振动监测的光纤传感器，其特征在于，主要由圆柱形壳体、端盖、受压体、阻尼锥体、平衡弹簧、O型密封圈、传感光纤和参考光纤组成；所述的圆柱形壳体内部设置有通孔，一端设置有外延边沿，便于和端盖用螺钉相连接；所述的圆柱形壳体的另一端设置有M20
×
1.5的外螺纹，便于和设备中油液通道的标准传感器接口相连接；所述的端盖设置有O型密封圈槽，以安装O型密封圈，对本专利技术所述的圆柱形壳体内部的油液进行密封；所述的端盖中部朝向圆柱形壳体的一面安装阻尼锥体，阻尼锥体的最大直径与所述的阻尼管内径一致；在所述的端盖中部两侧对称设置传感光纤和参考光纤的通孔；所述的受压体是截面为工字型的圆柱体，外壁是圆柱形薄壁，薄壁与所述的圆柱形壳体的通孔进行间隙配合；所述的受压体中间设置有圆形受压面；所述的受压面中部设置有对称等长的阻尼管，所述的阻尼管与安装在端盖上的阻尼锥体在同一中心轴线上相互配合；所述的受压面中部两侧设置有与端盖的传感光纤和参考光纤通孔相对应的通孔；所述的平衡弹簧设置在受压体的薄壁与端盖之间，可根据设备中油液的压力大小进行2个(低压2MPa)、4个(中压10MPa以下)或6个(高压10MPa以上)进行均布；所述的传感光纤和参考光纤分别安装有相同的FBG(Fiber Braggart Grating)光栅，分别设置在端盖与受压面相应的通孔内，并对安装了传感光纤和参考光纤端盖内的通孔进行密封；受压面上安装传感光纤的通孔进行密封，受压面上安装参考光纤的通孔不进行密封，设置为自由端。
[0010]下面详细阐述本专利技术为解决的技术问题如何进行高效的实现设备中运行的油液振动的监测，获取油液的振动信号，以期达到设备安全运行的目的；而提出的一种用于油液振动监测的光纤传感器，其所采用的技术方案具体是：
[0011](1)设置受压体可以实现传感光纤受油液振动方向的纵向单一性
[0012]由于机械设备的运转、油液流速变化、压力突变等原因，油液不可避免地呈现振动状态，加上油中颗粒污染物的存在会影响油液的振动信号。但油液的振动信号在油管中基本上是以纵向振动为主，相对于纵向振动，横向振动的幅值较小，但是不加以处理，这些横向振动仍会对油液中的传感光纤产生横向振动干扰，使其在纵向上产生伸缩位移的幅值受到影响。
[0013]本专利技术解决这个技术问题的技术方案是所述的受压体是截面为工字型的圆柱体，
外壁是圆柱形薄壁，薄壁与所述的圆柱形壳体的通孔进行间隙配合；因为油液的纵向振动幅值远大于其横向振动幅值，可使受压体只能在油液纵向振动压力作用下沿圆柱形壳体的通孔轴向进行移动，横向振动的幅值小，且受限于薄壁与所述的圆柱形壳体的通孔的间隙，且横向振动产生的力在受压体圆周得到平衡，受压体的横向位移可以忽略不计。
[0014]另外所述的受压体中间设置有圆形受压面；所述的受压面中部设置有对称等长的阻尼管，所述的阻尼管与安装在端盖上的阻尼锥体在同一中心轴线上相互配合；所述的受压面中部两侧设置有与端盖的传感本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于油液振动监测的光纤传感器，其特征在于，主要由圆柱形壳体、端盖、受压体、阻尼锥体、平衡弹簧、O型密封圈、传感光纤和参考光纤组成；所述的圆柱形壳体内部设置有通孔，一端设置有外延边沿，便于和端盖用螺钉相连接；所述的圆柱形壳体的另一端设置有M20
×
1.5的外螺纹，便于和设备中油液通道的标准传感器接口相连接；所述的端盖设置有O型密封圈槽，以安装O型密封圈，对本发明所述的圆柱形壳体内部的油液进行密封；所述的受压体是截面为工字型的圆柱体，外壁是圆柱形薄壁，薄壁与所述的圆柱形壳体的通孔进行间隙配合；所述的端盖中部朝向圆柱形壳体的一面安装阻尼锥体，阻尼锥体的最大直径与所述的阻尼管内径一致；在所述的端盖中部两侧对称设置传感光纤和参考光纤的通孔；所述的平衡弹簧设置在受压体的薄壁与端盖之间；所述的传感光纤和参考光纤分别安装有相同的FBG(Fiber ...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘阁，陈彬，
申请(专利权)人：华北科技学院中国煤矿安全技术培训中心，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。