[發明專利]基于孔探孔的旋轉機械轉速信號同步檢測系統

有效

• 申請號: 201710801390.6
• 申請日: 2017-09-07
• 公開（公告）號: CN107402134B
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 夏愛國;陳志強;梁峰;王永生;謝之峰;周明
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01M15/02
• 分類號: G01M15/02
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;張會華

1.一種基于孔探孔的旋轉機械轉速信號同步檢測系統，其包括：

反光特征，其用于設置于所述旋轉機械的旋轉構件；

光纖-孔探孔耦合調焦系統，其包括孔探孔配裝結構件(500)、光纖-孔探孔耦合機構(600)和物鏡(800)，所述物鏡(800)安裝在所述孔探孔配裝結構件(500)內或安裝于所述光纖-孔探孔耦合機構(600)，所述孔探孔配裝結構件(500)能夠配裝于所述孔探孔內，所述光纖-孔探孔耦合機構(600)將光纖耦合到所述物鏡(800)；

傳輸光纖組件(400)；

光纖激光器(310)；以及

光纖信號處理系統(320)，

所述光纖激光器(310)輸出的激光經所述傳輸光纖組件(400)入射到所述物鏡(800)，經所述物鏡(800)聚焦到所述反光特征上，所述反光特征反射所述激光而形成的反射激光經所述傳輸光纖組件(400)收集到所述光纖信號處理系統(320)，所述光纖信號處理系統(320)通過處理所述反射激光而基于所述反射激光的光強度變化獲得所述旋轉構件的轉動信息。

2.根據權利要求1所述的基于孔探孔的旋轉機械轉速信號同步檢測系統，其特征在于，

所述反光特征為反光標志物(200)，所述反光標志物(200)設置于作為所述旋轉構件的旋轉軸使得：所述旋轉軸每轉一周所述反光標志物(200)將反射一次入射激光，從而引起進入所述光纖信號處理系統(320)的光強度變化。

3.根據權利要求1所述的基于孔探孔的旋轉機械轉速信號同步檢測系統，其特征在于，

所述反光特征為安裝于所述旋轉構件的轉子葉片(110)，所述轉子葉片(110)與所述旋轉構件的反光度不同，通過所述轉子葉片(110)和所述旋轉構件在所述旋轉構件的旋轉中反射入射激光而引起進入所述光纖信號處理系統(320)的光強度變化。

4.根據權利要求2所述的基于孔探孔的旋轉機械轉速信號同步檢測系統，其特征在于，

所述物鏡(800)設置在所述孔探孔配裝結構件(500)的靠近所述旋轉軸的位置，用于將入射激光聚焦到所述反光標志物(200)上，并收集所述反光標志物(200)反射回的反射激光。

5.根據權利要求2所述的基于孔探孔的旋轉機械轉速信號同步檢測系統，其特征在于，

所述光纖信號處理系統(320)被構造成：將所述反射激光處理轉化成電脈沖信號，通過處理所述電脈沖信號的時間間隔獲得所述旋轉軸的轉速和/或通過分析所述電脈沖信號的強弱變化獲得所述旋轉軸的徑向位移。

6.根據權利要求2所述的基于孔探孔的旋轉機械轉速信號同步檢測系統，其特征在于，

所述傳輸光纖組件(400)包括與所述光纖激光器(310)連接的入射光纖(410)、與所述光纖信號處理系統(320)連接的反射光纖(420)、以及光纖合束器(430)，

所述入射光纖(410)的一部分和所述反射光纖(420)的一部分經所述光纖合束器(430)合束形成合束光纖(440)，所述合束光纖(440)通過所述光纖-孔探孔耦合機構(600)耦合到所述物鏡(800)。

7.根據權利要求6所述的基于孔探孔的旋轉機械轉速信號同步檢測系統，其特征在于，

所述反射光纖采用多路光纖匯聚而成。

8.根據權利要求6所述的基于孔探孔的旋轉機械轉速信號同步檢測系統，其特征在于，

所述光纖-孔探孔耦合調焦系統還包括合束光纖鎖緊-調整裝置，所述合束光纖鎖緊-調整裝置用于調整所述合束光纖(440)與所述物鏡(800)的距離和/或所述合束光纖(440)的延伸方向，并將所述合束光纖(440)緊固在所述光纖-孔探孔耦合機構(600)內。

9.根據權利要求8所述的基于孔探孔的旋轉機械轉速信號同步檢測系統，其特征在于，

所述合束光纖鎖緊-調整裝置被設置成使得：穿過所述物鏡(800)入射的激光的中心軸與所述反光標志物(200)的切線成近似正交。