一種防爆電機(jī)轉(zhuǎn)子應(yīng)力測(cè)量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及防爆電機(jī)測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種防爆電機(jī)轉(zhuǎn)子應(yīng)力測(cè)量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]防爆電機(jī)轉(zhuǎn)子應(yīng)力測(cè)試，對(duì)于優(yōu)化設(shè)計(jì)、提高防爆電機(jī)可靠性具有十分重要的意義。由于防爆電機(jī)具有強(qiáng)電磁干擾、氣隙小、空間狹小、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)等多種特性，并且需要內(nèi)外電信號(hào)隔離，防爆電機(jī)轉(zhuǎn)子應(yīng)力測(cè)量一直是防爆電機(jī)研宄領(lǐng)域的難題。目前，直接測(cè)量轉(zhuǎn)子的應(yīng)力存在很大的困難，對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子應(yīng)力的主要采用間接測(cè)量的方法。首先測(cè)量轉(zhuǎn)子溫度，然后通過(guò)建立熱力學(xué)模型，分析計(jì)算轉(zhuǎn)子的應(yīng)力。
[0003]目前，國(guó)內(nèi)研宄機(jī)構(gòu)、學(xué)者對(duì)防爆電機(jī)轉(zhuǎn)子應(yīng)力測(cè)試提出了一些方法，如2010年海軍工程大學(xué)的王艷武等人采用有限元的方法建立了 Y100L-2型電機(jī)轉(zhuǎn)子的模型，進(jìn)而對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子的溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)分布進(jìn)行了分析研宄。但此方法存在適用性差、測(cè)量精度低的缺點(diǎn)。再如2013年上海交通大學(xué)的譚鵬程等人對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)軸的表面殘余應(yīng)力的切環(huán)法和環(huán)芯法等兩種測(cè)試方法進(jìn)行了對(duì)比分析。但是，其方法僅適合對(duì)轉(zhuǎn)軸的殘余應(yīng)力進(jìn)行測(cè)量，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子的熱應(yīng)力進(jìn)行測(cè)量。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種基于波分復(fù)用原理的光纖光柵防爆電機(jī)轉(zhuǎn)子應(yīng)力測(cè)量裝置，能夠克服防爆電機(jī)轉(zhuǎn)子應(yīng)力測(cè)試難題，利用光譜測(cè)量測(cè)量技術(shù)發(fā)送光信號(hào)并接收含有應(yīng)力信息的反射光信號(hào)；進(jìn)一步的，將采集到的含有應(yīng)力信息的反射光信號(hào)傳送至上位機(jī)，為準(zhǔn)確高效地實(shí)現(xiàn)防爆電機(jī)轉(zhuǎn)子應(yīng)力測(cè)量提供技術(shù)支持。
[0005]本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案:
[0006]一種防爆電機(jī)轉(zhuǎn)子應(yīng)力測(cè)量裝置，包括若干組中心頻率不同的光纖光柵應(yīng)力傳感器、設(shè)置在防爆電機(jī)轉(zhuǎn)子軸內(nèi)的光纖通道、光纖旋轉(zhuǎn)連接器和光纖光柵應(yīng)力測(cè)量系統(tǒng)，所述的若干組光纖光柵應(yīng)力傳感器分別設(shè)置在防爆電機(jī)轉(zhuǎn)子上，光纖旋轉(zhuǎn)連接器設(shè)置在防爆電機(jī)轉(zhuǎn)子軸一端，若干組光纖光柵應(yīng)力傳感器的輸出端連接防爆電機(jī)內(nèi)部傳輸光纖的輸入端，防爆電機(jī)內(nèi)部傳輸光纖的輸出端經(jīng)過(guò)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸內(nèi)的光纖通道連接光纖旋轉(zhuǎn)連接器的轉(zhuǎn)子端，光纖旋轉(zhuǎn)連接器的定子端通過(guò)防爆電機(jī)外部傳輸光纖與基于波分復(fù)用原理的光纖光柵應(yīng)力測(cè)量系統(tǒng)連接。
[0007]所述的光纖光柵應(yīng)力傳感器包括外層的光纖包層，光纖包層內(nèi)為光纖纖芯和光纖光柵，所述光纖光柵位于中間，光纖光柵的兩端均為光纖纖芯。
[0008]所述的光纖旋轉(zhuǎn)連接器與防爆電機(jī)轉(zhuǎn)子軸同軸安裝。
[0009]所述的光纖光柵應(yīng)力測(cè)量系統(tǒng)連接有上位機(jī)。
[0010]所述的若干組中心頻率不同的光纖光柵應(yīng)力傳感器采用并聯(lián)、串聯(lián)和/或串并聯(lián)方式連接。
[0011]所述的光纖通道包括設(shè)置在防爆電機(jī)轉(zhuǎn)子軸內(nèi)的且導(dǎo)通的徑向孔和軸向孔。
[0012]本實(shí)用新型將若干組光纖光柵應(yīng)力傳感器分別設(shè)置在防爆電機(jī)轉(zhuǎn)子上，利用光纖光柵應(yīng)力測(cè)量產(chǎn)生的寬帶光經(jīng)防爆電機(jī)外部傳輸光纖、光纖旋轉(zhuǎn)連接器和防爆電機(jī)內(nèi)部傳輸光纖入射到各個(gè)光纖光柵應(yīng)力傳感器，并將每一個(gè)光纖光柵應(yīng)力傳感器反射的含有應(yīng)力信息的反射光信號(hào)再經(jīng)防爆電機(jī)內(nèi)部傳輸光纖、光纖旋轉(zhuǎn)連接器和防爆電機(jī)外部傳輸光纖傳輸至光纖光柵應(yīng)力測(cè)量系統(tǒng)，進(jìn)一步的將含有應(yīng)力信息的反射光信號(hào)發(fā)送至上位機(jī)，以便上位機(jī)通過(guò)反射光波長(zhǎng)變化量計(jì)算得出各個(gè)光纖光柵應(yīng)力傳感器所在位置處防爆電機(jī)轉(zhuǎn)子應(yīng)力。本實(shí)用新型采用光譜測(cè)量，防爆電機(jī)內(nèi)部全部為光信號(hào)，避免了防爆電機(jī)內(nèi)部強(qiáng)電磁干擾的影響；本實(shí)用新型使用的光纖光柵應(yīng)力傳感器及傳輸光纖的直徑非常小，適裝性非常好；本實(shí)用新型通過(guò)光纖傳輸光信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了防爆電機(jī)內(nèi)外的電氣隔離，不損害防爆電機(jī)的防爆性能。本實(shí)用新型所提測(cè)量方法可以實(shí)現(xiàn)防爆電機(jī)轉(zhuǎn)子多點(diǎn)應(yīng)力測(cè)量。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明所述防爆電機(jī)轉(zhuǎn)子溫度測(cè)量原理圖；
[0014]圖2為本發(fā)明實(shí)施例示某型防爆電機(jī)轉(zhuǎn)子多點(diǎn)溫度測(cè)量原理圖；
[0015]圖3為本發(fā)明所述光纖光柵應(yīng)力傳感器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖4-a為本發(fā)明實(shí)施例示某型防爆電機(jī)轉(zhuǎn)子應(yīng)力測(cè)試入射光的光譜示意圖；
[0017]圖4-b為本發(fā)明實(shí)施例示某型防爆電機(jī)轉(zhuǎn)子應(yīng)力測(cè)試反射光的光譜示意圖；
[0018]圖4-c為本發(fā)明實(shí)施例示某型防爆電機(jī)轉(zhuǎn)子應(yīng)力測(cè)試透射光的光譜示意圖；
[0019]圖4-d為本發(fā)明實(shí)施例示某型防爆電機(jī)轉(zhuǎn)子應(yīng)力測(cè)試應(yīng)力變化引起的光譜變化量示意圖。。
【具體實(shí)施方式】
[0020]如圖1和圖3所示，本實(shí)用新型所述防爆電機(jī)轉(zhuǎn)子應(yīng)力測(cè)量裝置，包括若干組中心頻率不同的光纖光柵應(yīng)力傳感器1、設(shè)置在防爆電機(jī)轉(zhuǎn)子軸3內(nèi)的光纖通道、光纖旋轉(zhuǎn)連接器7和光纖光柵應(yīng)力測(cè)量系統(tǒng)9，若干組光纖光柵應(yīng)力傳感器I分別設(shè)置在防爆電機(jī)轉(zhuǎn)子上，光纖光柵應(yīng)力傳感器I包括外層的光纖包層15，光纖包層15內(nèi)為光纖纖芯16和光纖光柵17，所述光纖光柵17位于中間，光纖光柵17的兩端均為光纖纖芯16。光纖通道包括設(shè)置在防爆電機(jī)轉(zhuǎn)子軸3內(nèi)的且導(dǎo)通的徑向孔5和軸向孔6，光纖旋轉(zhuǎn)連接器7設(shè)置在防爆電機(jī)轉(zhuǎn)子軸3 —端，若干組光纖光柵應(yīng)力傳感器I的輸出端連接防爆電機(jī)內(nèi)部傳輸光纖4的輸入端，防爆電機(jī)內(nèi)部傳輸光纖4的輸出端經(jīng)過(guò)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸內(nèi)的徑向孔5和軸向孔6連接光纖旋轉(zhuǎn)連接器7的轉(zhuǎn)子端，光纖旋轉(zhuǎn)連接器7的定子端通過(guò)防爆電機(jī)外部傳輸光纖8與基于波分復(fù)用原理的光纖光柵應(yīng)力測(cè)量系統(tǒng)9連接。光纖旋轉(zhuǎn)連接器7與防爆電機(jī)轉(zhuǎn)子軸3同軸安裝，光纖光柵應(yīng)力測(cè)量系統(tǒng)9連接有上位機(jī)11。根據(jù)實(shí)際使用需求，針對(duì)不同形式結(jié)構(gòu)的防爆電機(jī)，本實(shí)用新型中若干組中心頻率不同的光纖光柵應(yīng)力傳感器I可采用并聯(lián)、串聯(lián)和/或串并聯(lián)方式連接。
[0021]本實(shí)用新型使用時(shí)，可按照以下步驟進(jìn)行:
[0022]A:在電機(jī)轉(zhuǎn)子上依次設(shè)置第一個(gè)光纖光柵應(yīng)力傳感器1、第二個(gè)光纖光柵應(yīng)力傳感器1、…、第η個(gè)光纖光柵應(yīng)力傳感器1，并將η個(gè)光纖光柵應(yīng)力傳感器I利用防爆電機(jī)內(nèi)部傳輸光纖4經(jīng)過(guò)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸內(nèi)設(shè)置的光纖通道連接光纖旋轉(zhuǎn)連接器7的的轉(zhuǎn)子端，并將光纖旋轉(zhuǎn)連接器7的定子端通過(guò)防爆電機(jī)外部傳輸光纖8與基于波分復(fù)用原理的光纖光柵應(yīng)力測(cè)量系統(tǒng)9連接；光纖光柵應(yīng)力傳感器I包括外層的光纖包層15，光