基于光纤振动传感的轴承状态在线监测系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108318248A(43)申请公布日2018.07.24(21)申请号201710032443.2(22)申请日2017.01.16(71)申请人舍弗勒技术股份两合公司地址德国黑措根奥拉赫(72)发明人关冉(74)专利代理机构北京林达刘知识产权代理事务所(普通合伙)11277代理人刘新宇张会华(51)Int.Cl.G01M13/04(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称基于光纤振动传感的轴承状态在线监测系统及方法(57)摘要本发明提供基于光纤振动传感的轴承状态在线监测系统及方法。激光产生装置用于向环行器发出脉冲激光，光扫描装置用于将来自环行器的脉冲激光时分地输入到多根振动传感光缆，多根振动传感光缆中的每根振动传感光缆均用于感测一个或多个轴承的振动，从多根振动传感光缆传输来的、带有轴承振动信息的散射光信号经光扫描装置和环行器输入到光电探测器，光电探测器将该散射光信号转换为电信号并将该电信号传输给信号采集及处理模块，信号采集及处理模块用于对该电信号进行处理，并由该电信号确定轴承的工作状态。多根振动传感光缆形成为并联关系。可以缩短每根振动传感光缆的长度，提高监测系统的灵敏度，降低监测系统的成本。CN108318248ACN108318248A权利要求书1/2页1.一种基于光纤振动传感的轴承状态在线监测系统，该监测系统包括激光产生装置、环行器、光扫描装置、多根振动传感光缆、光电探测器和信号采集及处理模块，所述激光产生装置用于发出脉冲激光，由所述激光产生装置产生的脉冲激光通过所述环行器进入到所述光扫描装置，所述光扫描装置用于将所述脉冲激光时分地输入到所述多根振动传感光缆，所述多根振动传感光缆中的每根振动传感光缆均用于感测一个或多个轴承的振动，从所述多根振动传感光缆传输来的、带有轴承振动信息的散射光信号经由所述光扫描装置和所述环行器进入所述光电探测器，所述光电探测器用于将所述散射光信号转换为电信号，并将该电信号传输给所述信号采集及处理模块，所述信号采集及处理模块用于对从所述光电探测器传输来的所述电信号进行处理，并由该电信号确定轴承的工作状态。2.根据权利要求1所述的基于光纤振动传感的轴承状态在线监测系统，其特征在于，所述激光产生装置包括激光器和脉冲调制器，由所述激光器产生的激光被所述脉冲调制器调制后通过所述环行器进入到所述光扫描装置。3.根据权利要求1所述的基于光纤振动传感的轴承状态在线监测系统，其特征在于，所述多根振动传感光缆的远离所述光扫描装置的末端均连接有衰减器，所述衰减器用于使在所述振动传感光缆中传输的脉冲激光衰减。4.根据权利要求1所述的基于光纤振动传感的轴承状态在线监测系统，其特征在于，所述监测系统还包括轴承故障模式数据库，所述信号采集及处理模块将其得到的电信号与所述轴承故障模式数据库中的数据进行比对，以确定轴承的工作状态和/或失效类型。5.根据权利要求1所述的基于光纤振动传感的轴承状态在线监测系统，其特征在于，所述光扫描装置包括反射镜、电机及多个激光耦合器，来自所述环行器的脉冲激光入射到所述反射镜，所述电机使所述反射镜运动而将所述脉冲激光反射到所述多个激光耦合器中的选定的激光耦合器中，所述多个激光耦合器分别与所述多根振动传感光缆连接，从而使所述脉冲激光入射到对应的振动传感光缆中。6.根据权利要求5所述的基于光纤振动传感的轴承状态在线监测系统，其特征在于，所述光扫描装置包括两个平行的反射镜和固定板，所述两个平行的反射镜安装于所述固定板，所述固定板安装于所述电机的主轴，所述两个平行的反射镜的端面不在同一平面，所述两个平行的反射镜的对称中心在所述电机的主轴轴线上。7.根据权利要求1所述的基于光纤振动传感的轴承状态在线监测系统，其特征在于，所述振动传感光缆包括纤芯悬空的传感部分和实心的传输部分，在所述振动传感光缆的长度方向上，所述传输部分和所述传感部分交替配置，所述传感部分用于安装到轴承，以感测轴承的振动，所述传输部分用于传输所述脉冲激光和所述散射光。8.根据权利要求7所述的基于光纤振动传感的轴承状态在线监测系统，其特征在于，所述振动传感光缆的所述传感部分绕在轴端的端盖的凸缘的周向凹槽中，所述振动传感光缆的所述传输部分固定，2CN108318248A权利要求书2/2页所述轴承的端盖的所述凸缘抵靠于轴承的外圈，以接收轴承的振动。9.根据权利要求1至8中任一项所述的基于光纤振动传感的轴承状态在线监测系统，其特征在于，所述监测系统的所述振动传感光缆外的部分放置在需要监测的多个轴承的中间位置。10.一种基于光纤振动传感的轴承状态在线监测方法，该监测方法包括以下步骤：发出脉冲激光；将所述脉冲激光时分地输入到多根振动传感光缆中，其中，每根