基于光纤光栅磁耦合传感器的叶尖定时法振动监测的研究.pdf

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导师┟\朱琵日期幻,六..夕研究生┟:囊;良独创性声明学位论文使用授权书本人声明,所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定,即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文,并向社会公众提供信息服务。C艿穆畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑
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摘要通风机是煤矿生产中的特大型关键设备之一,被形象地称为“矿井肺脏’’。旋转叶片是通风机的核心零部件,叶片振动超标会对通风机的安全性和可靠性造成严重影响。由于通风机叶片通常在高粉尘、高油污的恶劣环境下工作,现有传感器很难满足对叶片振动的实时在线监测需求。本文提出了基于光纤光栅磁耦合传感器的叶尖定时法,来对通风机叶片振动进行研究和分析,旨在实现对叶片振动的远距离非接触式实时安全在线监测。相比电类传感器和光纤光强反射式传感器,光纤光栅磁耦合传感器具有本质防爆、能在空气潮湿、高粉尘、高油污等恶劣环境下良好工作、可实现远距离信号传输、易于与其它光纤光栅传感器联合组成网络以实现多参数分布式在线监测等明显优势。针对所提的这种方法,本文进行了研究。现阶段所做主要工作包括以下几个方面:芯苛艘镀穸幕硪约胺从σ镀穸娜鲋饕2问赫穸应力、振型、固有频率;在此基础上列举了叶片的静频以及动频的理论计算公式,为后面研究叶片振动监测打下理论基础。谇叭说幕∩涎兄瞥隽斯庀斯庹び氪盘酵废嘟岷系拇ǜ衅鳎⒔其作为叶尖定时传感器来使用。根据传感器叶尖定时信号同步转换理论分析,光纤光栅解调仪解调出光纤光栅中心波长如淖畲笾邓杂Φ氖奔湫藕偶为所求的叶片端部到达叶尖定时传感器的时间脉冲信号。此时光纤光栅中心波长以畲笾抵皇亲魑7е凳褂谩U獯釉砩下壑ち烁么ǜ衅髯魑R都舛ㄊ贝感器用于叶片振动监测思路的可行性。擞肁对光纤光栅磁耦合传感器结构进行了模态分析,得出了其前阶振型以及每阶振型所对应的理论固有频率。从第一阶振型开始,依次分析传感器各阶振型,发现其第三阶振型是膜片带动光纤光栅沿磁铁探头轴向振动,ü穸笛榈弥4ǜ衅魇导使逃衅德饰笥摇Mü蔡灰实验和转速实验确定了传感器安装时磁铁探头与所测叶片之间的合适距离范围为。分别进行正常叶片以及在某一叶片上开一个长、宽缝隙的破坏叶片振动实验,对比分析两组叶片均在/碌恼穸荩得正常叶片振动实验时,
缝叶片振幅为,。通过对比分析可知运用本方法监测叶片振动具有可行性。关键词:叶片振动,叶尖定时,光纤光栅,磁耦合,传感器武汉理工大学硕士学位论文
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