[發明專利]一種滾動軸承監測裝置及方法

在審

• 申請號: 201611196598.1
• 申請日: 2016-12-22
• 公開（公告）號: CN106596104A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 徐剛;陳宗濤;李紅麗;李玉梅;盛繼群;李剛炎
• 申請（專利權）人: 湖北工程學院
• 主分類號: G01M13/04
• 分類號: G01M13/04
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙)11371
• 代理人: 劉哲源

技術領域

本發明涉及檢測技術領域，具體而言，涉及一種滾動軸承監測裝置及方法。

背景技術

滾動軸承作為旋轉機械的基本部件，同時作為承受非線性和時變性載荷的典型零部件，在眾多行業都有著廣泛的應用，并且占據著主導作用。因此，針對滾動軸承的運行狀態和安裝環境，進行深度感知、智能監測與故障診斷技術一直是機械裝備狀態監測領域極為關注的熱點和迫切需要的技術。

目前包括滾動軸承在內的多數機械設備的狀態監測主要采用傳統的電磁類傳感器固定到設備的外殼上，因為殼體與被測部件之間的耦合程度不高導致信號的傳輸質量不好；并且該類傳感器具有測點參數單一、抗電磁干擾能力弱、以及信號遠距離傳輸能力較差等局限性，從而使得其在機械設備多參數分布式動態監測中的應用受到限制。再者，針對某些特殊裝備，由于受空間和設計缺陷等的限制，軸承所處位置空間狹小，傳統傳感器安裝受限難以獲取高質量的軸承狀態信號。

發明內容

本發明實施例的目的之一在于提供一種基于光纖光柵的滾動軸承監測裝置。在滾動軸承的外圈開設有容納第一光纖的環形凹槽，第一光纖上設有多個間隔設置的用于監測外圈的應變或振動的光纖光柵；光纖光柵一旦檢測到外圈的工作情況異常，便會觸發報警器件工作。該監測裝置結構簡單，操作方便；利用光纖光柵對滾動軸承的應變和振動進行監測，從而判斷軸承的健康狀況；具有測量范圍大、抗電磁干擾和響應速度快的優點，其嵌入式設計既不會對軸承的正常工作產生負面影響，也能夠獲取高質量的軸承狀態信號。

本發明實施例的目的之二在于提供一種滾動軸承監測方法，基于上述的滾動軸承監測裝置，能夠實現滾動軸承的實時監測，具有防爆、抗電磁干擾、耐高溫高壓、易于多路復用組網、適于遠距離監測等特點。

本發明的實施例是這樣實現的：

一種滾動軸承監測裝置，包括滾動軸承、檢測器件、報警器件、控制裝置與分光器件；檢測器件包括第一光纖和設于第一光纖上的多個間隔分布的光纖光柵；滾動軸承的外圈開設有容納第一光纖的環形凹槽；光纖光柵用于監測外圈的應變或振動并生成光信號。分光器件包括第二光纖、第一光傳輸器件與第二光傳輸器件；第二光纖連接于第一光傳輸器件與第二光傳輸器件之間；第一光纖與第二光傳輸器件相連；第一光傳輸器件和報警器件與控制裝置分別相連。第一光傳輸器件用于將接收到的光信號進行處理之后沿第二光纖發送至光纖光柵；第二光傳輸器件用于將光纖光柵檢測到的光信號沿第二光纖反射回第一光傳輸器件；第一光傳輸器件將接收的光信號發送至控制裝置。控制裝置用于將第一光傳輸器件發送的光信號與預存光信號進行對比，判斷發送的光信號與預存光信號的差異度是否超預設閥值，當超過預設閥值時，則觸發報警器件工作。

發明人發現：現有的滾動軸承設備的狀態監測主要采用將傳統的電磁類傳感器固定到設備的外殼上；該類傳感器具有測點參數單一、抗電磁干擾能力弱、以及信號遠距離傳輸能力較差等局限性；而且針對某些特殊裝備，由于受空間和設計缺陷等的限制，軸承所處位置空間狹小，傳統傳感器安裝受限難以獲取高質量的軸承狀態信號。

旨在解決上述情況，發明人設計了一種滾動軸承監測裝置，其包括滾動軸承、檢測器件、報警器件、控制裝置與分光器件。在滾動軸承的外圈開設有容納第一光纖的環形凹槽，第一光纖上設有多個間隔設置的用于監測外圈的應變或振動的光纖光柵。第二光傳輸器件用于將光纖光柵檢測到的光信號沿第二光纖反射回第一光傳輸器件；第一光傳輸器件將接收的光信號發送至控制裝置。控制裝置用于將第一光傳輸器件發送的光信號與預存光信號進行對比，判斷發送的光信號與預存光信號的差異度是否超預設閥值，當超過預設閥值時，則觸發報警器件工作。該監測裝置結構簡單，操作方便；利用光纖光柵對滾動軸承的應變和振動進行監測，從而判斷軸承的健康狀況；具有測量范圍大、抗電磁干擾和響應速度快的優點，其嵌入式設計既不會對軸承的正常工作產生負面影響，也能夠獲取高質量的軸承狀態信號。

在本發明的一種實施方式中：

控制裝置包括控制器與調制解調器；分光器件還包括光源；調制解調器與控制器、第一光傳輸器件分別相連；光源與第一光傳輸器件相連。

在本發明的一種實施方式中：

滾動軸承監測裝置還包括開關件，開關件與控制器相連，并設于第一光傳輸器件與第二光傳輸器件之間，控制器通過開關件向光源發送控制光源的開啟閉合狀態的控制指令。

在本發明的一種實施方式中：