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基于光纤光栅传感的分布式轴承温度测量技术研究
基于光纤光栅传感的分布式轴承温度测量技术研究
摘要：
轴承是旋转机械中重要的机械部件，其工作温度对机械性能及使用寿命具有重要影响。传统的轴承温度测量均采用点式测量，无法获取轴承温度分布情况。本文提出一种基于光纤光栅传感的分布式轴承温度测量技术，通过在轴承表面应用铂电阻温度传感器和光纤光栅传感器，采集温度数据并绘制温度分布图。
关键词：光纤光栅传感；轴承；温度测量；分布式测量
一、背景
轴承是旋转机械中不可或缺的机械部件，其负责支撑和转动机械中的轴，因此也负责着机械运作中产生的摩擦热的传递，从而会导致轴承润滑油温度升高。若轴承润滑油温度过高，会导致润滑油的性能下降，影响轴承工作寿命。因此，轴承温度的测量对于机械的安全运行与寿命具有着重要的作用。
传统的轴承温度测量通常采用点式测量，即在轴承表面应用少量的温度传感器点来测量温度值。然而，这种方式无法获取到轴承温度的分布情况，且只有少量的测量点又无法反映出轴承温度的全局变化。如果一个轴承在工作过程中温度不均匀，只有少量的温度测量点是无法反映出这种情况的。若仅测量少量的温度点，某些位置的温度值过高，可能会导致轴承的过热，从而出现失效或故障。因此，为了更为准确地预测轴承的工作寿命，需要对轴承温度进行全局分布测量。
二、方法介绍
由于轴承温度的全局分布情况可能受到机械结构、润滑方式、工作条件等多方面的因素影响，因此本文提出了一种基于光纤光栅传感的分布式轴承温度测量技术。其能够通过表面铂电阻温度传感器和光纤光栅传感器对轴承的温度分布情况进行全面的测量与分析。
（一）铂电阻温度传感器
铂电阻温度传感器是一种常见的高精度温度传感器，其可应用于0℃至1000℃范围内的温度测量。在本实验中，通过在轴承表面粘贴铂电阻温度传感器来采集轴承表面温度，铂电阻与温度之间有着一定的线性关系，因此可以通过铂电阻的阻值反推出轴承表面的温度变化。
（二）光纤光栅传感
光纤光栅传感技术是指利用光栅的反射和光学性质进行测量的传感技术。在光纤中布置光栅会产生反射光的干涉效应，通过测量反射光的干涉衬度来确定光纤受力情况，从而实现对轴承表面的微小变形、温度等传感测量。
（三）实验步骤
1、将铂电阻温度传感器固定在轴承表面；
2、在轴承表面布置光纤光栅；
3、通过光纤光栅读取轴承表面处的温度变化数据；
4、通过数据处理将温度数据转化成温度分布图。
三、实验结果与分析
通过实验，我们可以得出以下结论：
1、该方法能够实现轴承温度的分布式测量并绘制出温度分布图；
2、在实验中，铂电阻温度传感器可以对轴承表面温度变化进行准确测量；
3、光纤光栅传感器可以准确测量轴承表面的微小变形和温度变化，具有对轴承不同位置进行微小变形和温度测量的能力；
4、该方法可以应用于不同类型的轴承温度分布测量和分析。
四、结论
本文提出了基于光纤光栅传感的分布式轴承温度测量技术。与传统的点式测量相比，该方法可以实现对轴承温度分布的全面测量和分析，可以更加准确地判断轴承温度是否过高。未来，我们将继续深入探讨该技术的应用及拓展，以满足更多领域的需求。