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基于光纤光栅的非接触式振动传感器研究

徐刚  戴玉堂  王俊杰  南秋明  桂鑫  
【摘要】:根据汽轮机、压缩机等大型旋转机械对振动检测的特殊要求,设计了一种基于光纤FBG光栅技术的非接触式振动传感器,采用弹性膜片和磁耦合技术通过改变光纤光栅的轴向应变实现振动检测。文中阐述了该传感器的结构和工作原理,从理论、有限元分析和实验上研究了该传感器的静态和动态特性。磁耦合探头直径12mm、厚度8mm,弹性膜片有效直径32mm、厚度0.25mm、硬心直径12mm。研究表明:在被测物与传感探头0.5mm~3.5mm间距范围内,间距变化与光纤光栅波长输出为非线性关系,但在部分小量程范围内线性度良好。在探头与被测物间距为0.5mm~1mm范围内,灵敏度为1.63pm/μm,非线性度5.56%;到3mm~3.5mm范围内,灵敏度仅为0.109pm/μm,非线性度1.08%;动态特性方面,谐振频率为210Hz,并且0~140Hz范围内幅频特性较为平坦。

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