專利名稱：二維微振動光纖檢測系統及測試方法
技術領域：
本發明涉及一種振動檢測系統，特別涉及一種二維微振動光纖檢測系統及測試方法。
測量振動位移早期采用杠桿或齒輪/齒條放大，這類表計由于存在磨損、讀數不便、振動信號不能傳送等缺點。電振動傳感器按工作原理可分為電渦流型、速度型、加速度型、電容型、電感型等五種，電感型因受圍介質影響較大，目前已不用。還有幾種雖能檢測，但應用范圍也不廣。電動傳感器有其本身的缺陷，它需外加電源，安裝比較麻煩，而且必須配前置器。此外，它的體積、重量較大，活動部件易損壞，低頻響應不好，一般速度傳感器在15Hz以下，將產生較大的振幅和相位誤差。當測量振動物體材料不同時，將引起傳感器原線性范圍和靈敏度發生變化，這樣必需重新定標。此外，環境噪聲、傳感器安裝方法和導線敷設方式，對檢測結果都有較大影響。
國外測試儀器的傳感探測器主要有光學振動感應，其傳感由裝載光柵的彈簧片構成；有很多場合要求微振動的傳感探頭不能帶電，需在電磁干擾的環境下工作，還有一些要求必須在線檢測，因此也不能滿足要求。專利號5146776“持續定點光纖測振儀振幅的方法”，它采用如下的測振方法兩根獨立的光纖軸心對準，在兩光纖之間放置共振銅片，共振銅片與一光柵相連。外界振動引起共振銅片的共振，帶動光柵振動，接收光纖將接收到周期性波動圖像，即疏密間隔排列的波形圖，通過分析周期及波峰、波谷的情況，可以得到外界振動振幅大小。但該專利技術存在明顯的缺陷，由于其使用光柵，靈敏度不高，測不出1×10-5米級的振動，而且其接收設備過于復雜，使用不便，不利于計算機的分析和記錄。
本發明是這樣來實現的本發明二維微振動光纖檢測系統包括二維光纖束微振動光纖傳感器、對二維光纖束微振動光纖傳感器輸出的傳感信號進行處理的圖像處理器、接受圖像處理器輸出信號的監視器和存儲記錄器；圖像處理器包括對電信號進行模數轉換的A\D轉換器、設定標準信號的定標器以及將定標器輸出的標準信號與A\D轉換器輸出的振動信號進行比較的控制比較器，控制比較器分別將處理后的信號輸出到監視器和存儲記錄器。
本發明二維微振動光纖檢測系統的測試方法將二維光纖束微振動光纖傳感器的外殼體部分安裝在被測物體的適當位置，啟動二維光纖束微振動光纖傳感器的圖像轉換裝置的電源，啟用圖像處理器中的定標器設定標準信號，圖像處理器將二維光纖束微振動光纖傳感器的圖像轉換裝置輸出的傳感信號與定標器輸出的標準信號進行比較后輸出到監視器和PC機。
采用本發明的二維微振動光纖檢測系統具有抗高電壓、強磁場、輻射、制造和結構簡單的特點，并具有在線檢測功能，并可用計算機對輸出信號進行的分析和記錄。
把二維光纖束微振動光纖傳感器安裝在被檢測振動體上，通過二維微振動光纖傳感器使信號輸入圖像處理，經圖像處理后的定量信號傳送給監視器和存儲記錄器，當被振動體的振動頻率接近光纖的固有頻率時，光纖就發生共振，在監視器上可清楚的看到，上述光點就會隨微振動振幅大小，方向變化，就可以觀察到↑↓圖形是上下振動、←→圖形是左右振動和 圖形則是上下左右均有振動，振幅大小是它的分量。線的長度正比于振動體振幅。當定標后，該二維微振動光纖傳感器系統就能進行微振動二維方向檢測和監視及數據信號存儲、打印。二維光纖束微振動光纖傳感器輸出的電信號經過A/D轉換成數字信號，該信號要和定標系統的信號進行比較，然后用軟件處理后，對原信號進行定量輸出和顯示。
本發明的測試方法把二維光纖束微振動光纖傳感器安裝在發電機適當位置，通過光纖連接器輸入光源，通過光纖束連接器把二維光纖束微振動光纖傳感器的光纖束適配器與圖像轉換器部分光纖束適配器相連，使二段光纖束相通，延伸光纖束距離，當光纖束的光照射在圖像轉換器上時就有電信號輸出，圖像轉換器必須接通電源才能工作，其信號輸出口應和圖像處理器輸入端相連接，這樣二維光纖束微振動光纖傳感器的輸出信號才可以進入圖像處理器，圖像處理器輸出端應分別和監視器及存儲記錄器輸入端相連，這樣從圖像處理器輸出的信號就可以在監視器顯示出發電機上微振動的振幅大小和方向，并且進行存儲和打印。
權利要求
1.一種二維微振動光纖檢測系統，其特征在于它包括二維光纖束微振動光纖傳感器、對二維光纖束微振動光纖傳感器輸出的傳感信號進行處理的圖像處理器、接受圖像處理器輸出信號的監視器和存儲記錄器。
2.根據權利要求1所述的二維微振動光纖檢測系統，其特征在于所述的圖像處理器包括對電信號進行模數轉換的A\D轉換器、設定標準信號的定標器以及將定標器輸出的標準信號與A\D轉換器輸出的振動信號進行比較的控制比較器，控制比較器分別將處理后的信號輸出到監視器和存儲記錄器。
3.根據權利要求1所述的二維微振動光纖檢測系統，其特征在于所述的存儲記錄器可以是PC機。
4.一種二維微振動光纖檢測系統的檢測方法，其特征在于將二維光纖束微振動光纖傳感器的外殼體部分安裝在被測物體的適當位置，啟動二維光纖束微振動光纖傳感器的圖像轉換裝置的電源，啟用圖像處理器中的定標器設定標準信號，圖像處理器將二維光纖束微振動光纖傳感器的圖像轉換裝置輸出的傳感信號與定標器輸出的標準信號進行比較后輸出到監視器和存儲記錄器。
全文摘要
本發明為二維微振動光纖檢測系統及測試方法。二維微振動光纖檢測系統包括二維光纖束微振動光纖傳感器、對二維光纖束微振動光纖傳感器輸出的傳感信號進行處理的圖像處理器、接受圖像處理器輸出信號的監視器和存儲記錄器。二維微振動光纖檢測系統的測試方法，將二維光纖束微振動光纖傳感器安裝在被測物體上，啟動二維光纖束微振動光纖傳感器的圖像轉換裝置的電源，定標器設定標準信號，圖像處理器將傳感信號與標準信號進行比較后輸出到監視器和存儲記錄器。本發明解決現有傳感器不能解決的在線檢測、高靈敏度的問題，具有抗高電壓、強磁場、輻射、制造和結構簡單的特點，可分別對微振動二維振幅和方向進行檢測和監視。
文檔編號G01B11/04GK1424558SQ0311483
公開日2003年6月18日 申請日期2003年1月10日 優先權日2003年1月10日
發明者陳世祥, 殷宗敏, 周正利, 曹其美 申請人:上海加貝光電子產業研究有限公司