[发明专利]一种滚动轴承监测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及检测技术领域，具体而言，涉及一种滚动轴承监测装置及方法。

背景技术

滚动轴承作为旋转机械的基本部件，同时作为承受非线性和时变性载荷的典型零部件，在众多行业都有着广泛的应用，并且占据着主导作用。因此，针对滚动轴承的运行状态和安装环境，进行深度感知、智能监测与故障诊断技术一直是机械装备状态监测领域极为关注的热点和迫切需要的技术。

目前包括滚动轴承在内的多数机械设备的状态监测主要采用传统的电磁类传感器固定到设备的外壳上，因为壳体与被测部件之间的耦合程度不高导致信号的传输质量不好；并且该类传感器具有测点参数单一、抗电磁干扰能力弱、以及信号远距离传输能力较差等局限性，从而使得其在机械设备多参数分布式动态监测中的应用受到限制。再者，针对某些特殊装备，由于受空间和设计缺陷等的限制，轴承所处位置空间狭小，传统传感器安装受限难以获取高质量的轴承状态信号。

发明内容

本发明实施例的目的之一在于提供一种基于光纤光栅的滚动轴承监测装置。在滚动轴承的外圈开设有容纳第一光纤的环形凹槽，第一光纤上设有多个间隔设置的用于监测外圈的应变或振动的光纤光栅；光纤光栅一旦检测到外圈的工作情况异常，便会触发报警器件工作。该监测装置结构简单，操作方便；利用光纤光栅对滚动轴承的应变和振动进行监测，从而判断轴承的健康状况；具有测量范围大、抗电磁干扰和响应速度快的优点，其嵌入式设计既不会对轴承的正常工作产生负面影响，也能够获取高质量的轴承状态信号。

本发明实施例的目的之二在于提供一种滚动轴承监测方法，基于上述的滚动轴承监测装置，能够实现滚动轴承的实时监测，具有防爆、抗电磁干扰、耐高温高压、易于多路复用组网、适于远距离监测等特点。

本发明的实施例是这样实现的：

一种滚动轴承监测装置，包括滚动轴承、检测器件、报警器件、控制装置与分光器件；检测器件包括第一光纤和设于第一光纤上的多个间隔分布的光纤光栅；滚动轴承的外圈开设有容纳第一光纤的环形凹槽；光纤光栅用于监测外圈的应变或振动并生成光信号。分光器件包括第二光纤、第一光传输器件与第二光传输器件；第二光纤连接于第一光传输器件与第二光传输器件之间；第一光纤与第二光传输器件相连；第一光传输器件和报警器件与控制装置分别相连。第一光传输器件用于将接收到的光信号进行处理之后沿第二光纤发送至光纤光栅；第二光传输器件用于将光纤光栅检测到的光信号沿第二光纤反射回第一光传输器件；第一光传输器件将接收的光信号发送至控制装置。控制装置用于将第一光传输器件发送的光信号与预存光信号进行对比，判断发送的光信号与预存光信号的差异度是否超预设阀值，当超过预设阀值时，则触发报警器件工作。

发明人发现：现有的滚动轴承设备的状态监测主要采用将传统的电磁类传感器固定到设备的外壳上；该类传感器具有测点参数单一、抗电磁干扰能力弱、以及信号远距离传输能力较差等局限性；而且针对某些特殊装备，由于受空间和设计缺陷等的限制，轴承所处位置空间狭小，传统传感器安装受限难以获取高质量的轴承状态信号。

旨在解决上述情况，发明人设计了一种滚动轴承监测装置，其包括滚动轴承、检测器件、报警器件、控制装置与分光器件。在滚动轴承的外圈开设有容纳第一光纤的环形凹槽，第一光纤上设有多个间隔设置的用于监测外圈的应变或振动的光纤光栅。第二光传输器件用于将光纤光栅检测到的光信号沿第二光纤反射回第一光传输器件；第一光传输器件将接收的光信号发送至控制装置。控制装置用于将第一光传输器件发送的光信号与预存光信号进行对比，判断发送的光信号与预存光信号的差异度是否超预设阀值，当超过预设阀值时，则触发报警器件工作。该监测装置结构简单，操作方便；利用光纤光栅对滚动轴承的应变和振动进行监测，从而判断轴承的健康状况；具有测量范围大、抗电磁干扰和响应速度快的优点，其嵌入式设计既不会对轴承的正常工作产生负面影响，也能够获取高质量的轴承状态信号。

在本发明的一种实施方式中：

控制装置包括控制器与调制解调器；分光器件还包括光源；调制解调器与控制器、第一光传输器件分别相连；光源与第一光传输器件相连。

在本发明的一种实施方式中：

滚动轴承监测装置还包括开关件，开关件与控制器相连，并设于第一光传输器件与第二光传输器件之间，控制器通过开关件向光源发送控制光源的开启闭合状态的控制指令。

在本发明的一种实施方式中：