基于 FBG 的新型扭转振动传感器
王英永
山东工业职业学院 电气工程学院
2024-06-29
为了精确实时地监测旋转机械的扭转振动状态,测定其固有频率与响应灵敏度,设计了一种基于光纤布拉格光栅(FBG)的新型扭转振动传感器。该传感器由 2 个传感铜球、4 只 FBG 应变传感器和 1 个温度补偿 FBG 组成。传感器通过预应力将 FBG 固定在传感铜球的对称位置上,再通过计算 4 个 FBG 的 回波响应完成对扭转振动信号的解调。仿真分析了传感铜球质量与 FBG 测试波长对固有频率之间的函数关系,依据仿真结果得到了该结构参数下固有频率为 29. 63 Hz。实验结果显示,经温度补偿后,100 ℃ 内的温漂小于 10 pm。固有频率测试值为 28. 8 Hz,与理论计算结果基本一致。传感器的角加速度灵敏度为0. 353 pm/ rad / s2,由此可见,该传感器可以很好地完成扭转振动状态的监测,并且具有不受电磁干扰、实时性高的特点。
  • 光纤布拉格光栅
  • 扭转振动
  • 固有频率
  • 灵敏度
年份: 2023年
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内容目录
  • 引 言

  • 1、传感器结构设计

  • 2、传感机理与数学模型

    • 2.1工作机理

    • 2.2传感系统数学模型构建

  • 3、仿真分析

  • 4、实验

    • 4.1温度与应变解耦

    • 4.2振动激励测试

    • 4.3灵敏度分析

  • 5、结 论

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