[發明專利]一種基于光纖光柵的船舶軸系水潤滑軸承磨損量測量裝置

在審

• 申請號: 202211297871.5
• 申請日: 2022-10-21
• 公開（公告）號: CN115575123A
• 公開（公告）日: 2023-01-06
• 發明（設計）人: 田波;劉彥;謝志強;邢軍華
• 申請（專利權）人: 中國艦船研究設計中心
• 主分類號: G01M13/04
• 分類號: G01M13/04;G01K11/3206
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡建平

本發明公開了一種基于光纖光柵的船舶軸系水潤滑軸承磨損量測量裝置，包括光纖磨損測量探頭，光纖磨損測量探頭通過光纖連接有掃描激光器，掃描激光器通過光纖連接有信號解調系統；其中光纖磨損測量探頭設置于待測軸承的軸套上，光纖磨損測量探頭的探測端面與待測軸承的軸套內表面平齊，光纖磨損測量探頭包括端部設置有啁啾光纖光柵的光纖段、套設于光纖段外的插芯以及套設于插芯外的外殼；所述外殼與插芯的材料與被測軸承的軸套的材料的選取使得光纖磨損測量探頭與被測軸承的軸套在軸承運行過程中有相同的磨損速率。該裝置測量準確性高，在船舶軸系運行環境下具有可靠性。

技術領域

本發明涉及船舶軸系順潤滑軸承磨損測量領域，具體涉及一種基于光纖光柵的船舶軸系水潤滑軸承磨損量測量裝置。

背景技術

船舶軸系水潤滑軸承作為船舶動力輸出系統的重要組成部分，工作狀態中處于負荷突變、超負荷運行、軸承潤滑失效等各種惡劣環境中，軸承特別容易在外力作用下發生磨損。

船舶軸系水潤滑軸承一般處于舷外水中，磨損量難以監測，目前采用的監測手段費時耗力且精度不高，為制定軸系修理方案帶來較大困擾；軸系運行時軸承部位的振動、壓力、溫度等因素影響導致傳統的測量方法難以應用與船舶軸系；軸承部位的空間限制、軸承材料因船而異等因素對測量傳感器的量程和精度提出更高的要求。

目前對滑動軸承磨損監測的主要研究對象為柴油機滑動軸承，且以間接測量的方式為主。其主要的監測方法主要包括油液振動噪聲法、聲發射法、應變法、溫度法和熱-電法等。難以實現對船舶軸系水潤滑軸承磨損量的監測，且難以直接使用在海洋環境中。

對于船舶軸系水潤滑軸承磨損量的測量，無論是國內還是國外都尚缺乏有效的技術方法應對軸承應用環境，如振動、壓力、空間尺寸等；對于應用于海水介質的水潤滑軸承磨損量的測量，在國內尚缺乏成熟的設備。

發明內容

本發明的目的在于一種基于光纖光柵的船舶軸系水潤滑軸承磨損量測量裝置，以實現對船舶軸系水潤滑軸承的磨損量的穩定、準確監測。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種技術方案：一種基于光纖光柵的船舶軸系水潤滑軸承磨損量測量裝置，包括光纖磨損測量探頭，光纖磨損測量探頭通過光纖連接有掃描激光器，掃描激光器通過光纖連接有信號解調系統；其中光纖磨損測量探頭設置于待測軸承的軸套上，光纖磨損測量探頭的探測端面與待測軸承的軸套內表面平齊，光纖磨損測量探頭包括端部設置有啁啾光纖光柵的光纖段、套設于光纖段外的插芯以及套設于插芯外的外殼；所述外殼與插芯的材料與被測軸承的軸套的材料的選取使得光纖磨損測量探頭與被測軸承的軸套在軸承運行過程中有相同的磨損速率。

按上述方案，連接于光纖磨損測量探頭、掃描激光器以及信號解調系統之間的光纖為鎧裝光纖。

按上述方案，所述光纖與光纖段為單模光纖。

按上述方案，所述光纖段中部設置有光纖布拉格光柵。

按上述方案，所述光纖段通過膠水粘接于插芯中。

按上述方案，所述插芯通過膠水粘接于外殼中。

按上述方案，所述外殼為中空的外六角螺栓。

按上述方案，所述外殼的內腔設置有內螺紋。

本發明的有益效果是：該裝置利用光纖光柵耐腐蝕、尺寸空間小、不易受干擾等特點保證在船舶軸系運行環境下的可靠性；由于采用光纖磨損測量探頭的探測端面與軸套內表面平齊的共形設計方式，且采取與軸套磨損速率相同的光纖磨損測量探頭部件材料，使得光纖磨損測量探頭的部件與軸套同步磨損，光纖磨損測量探頭在磨損的過程中使其中的啁啾光纖光柵也被磨損，由于啁啾光纖光柵的柵格周期沿軸向變化，不同的柵格周期對應不同的布拉格反射波長，所以信號解調系統根據啁啾光纖光柵所反射的光譜寬度就能得到啁啾光纖光柵的長度，即可以獲取光纖磨損測量探頭與軸套的磨損量。