一種防爆電機轉子應力測量裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及防爆電機測試技術領域，尤其涉及一種防爆電機轉子應力測量裝置。
【背景技術】
[0002]防爆電機轉子應力測試，對于優(yōu)化設計、提高防爆電機可靠性具有十分重要的意義。由于防爆電機具有強電磁干擾、氣隙小、空間狹小、轉子轉動等多種特性，并且需要內(nèi)外電信號隔離，防爆電機轉子應力測量一直是防爆電機研宄領域的難題。目前，直接測量轉子的應力存在很大的困難，對電機轉子應力的主要采用間接測量的方法。首先測量轉子溫度，然后通過建立熱力學模型，分析計算轉子的應力。
[0003]目前，國內(nèi)研宄機構、學者對防爆電機轉子應力測試提出了一些方法，如2010年海軍工程大學的王艷武等人采用有限元的方法建立了 Y100L-2型電機轉子的模型，進而對電機轉子的溫度場和應力場分布進行了分析研宄。但此方法存在適用性差、測量精度低的缺點。再如2013年上海交通大學的譚鵬程等人對電機轉軸的表面殘余應力的切環(huán)法和環(huán)芯法等兩種測試方法進行了對比分析。但是，其方法僅適合對轉軸的殘余應力進行測量，無法實現(xiàn)對電機轉子的熱應力進行測量。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的是提供一種基于波分復用原理的光纖光柵防爆電機轉子應力測量裝置，能夠克服防爆電機轉子應力測試難題，利用光譜測量測量技術發(fā)送光信號并接收含有應力信息的反射光信號；進一步的，將采集到的含有應力信息的反射光信號傳送至上位機，為準確高效地實現(xiàn)防爆電機轉子應力測量提供技術支持。
[0005]本實用新型采用下述技術方案:
[0006]一種防爆電機轉子應力測量裝置，包括若干組中心頻率不同的光纖光柵應力傳感器、設置在防爆電機轉子軸內(nèi)的光纖通道、光纖旋轉連接器和光纖光柵應力測量系統(tǒng)，所述的若干組光纖光柵應力傳感器分別設置在防爆電機轉子上，光纖旋轉連接器設置在防爆電機轉子軸一端，若干組光纖光柵應力傳感器的輸出端連接防爆電機內(nèi)部傳輸光纖的輸入端，防爆電機內(nèi)部傳輸光纖的輸出端經(jīng)過電機轉子軸內(nèi)的光纖通道連接光纖旋轉連接器的轉子端，光纖旋轉連接器的定子端通過防爆電機外部傳輸光纖與基于波分復用原理的光纖光柵應力測量系統(tǒng)連接。
[0007]所述的光纖光柵應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]所述的光纖旋轉連接器與防爆電機轉子軸同軸安裝。
[0009]所述的光纖光柵應力測量系統(tǒng)連接有上位機。
[0010]所述的若干組中心頻率不同的光纖光柵應力傳感器采用并聯(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置在防爆電機轉子軸內(nèi)的且導通的徑向孔和軸向孔。
[0012]本實用新型將若干組光纖光柵應力傳感器分別設置在防爆電機轉子上，利用光纖光柵應力測量產(chǎn)生的寬帶光經(jīng)防爆電機外部傳輸光纖、光纖旋轉連接器和防爆電機內(nèi)部傳輸光纖入射到各個光纖光柵應力傳感器，并將每一個光纖光柵應力傳感器反射的含有應力信息的反射光信號再經(jīng)防爆電機內(nèi)部傳輸光纖、光纖旋轉連接器和防爆電機外部傳輸光纖傳輸至光纖光柵應力測量系統(tǒng)，進一步的將含有應力信息的反射光信號發(fā)送至上位機，以便上位機通過反射光波長變化量計算得出各個光纖光柵應力傳感器所在位置處防爆電機轉子應力。本實用新型采用光譜測量，防爆電機內(nèi)部全部為光信號，避免了防爆電機內(nèi)部強電磁干擾的影響；本實用新型使用的光纖光柵應力傳感器及傳輸光纖的直徑非常小，適裝性非常好；本實用新型通過光纖傳輸光信號，實現(xiàn)了防爆電機內(nèi)外的電氣隔離，不損害防爆電機的防爆性能。本實用新型所提測量方法可以實現(xiàn)防爆電機轉子多點應力測量。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明所述防爆電機轉子溫度測量原理圖；
[0014]圖2為本發(fā)明實施例示某型防爆電機轉子多點溫度測量原理圖；
[0015]圖3為本發(fā)明所述光纖光柵應力傳感器結構示意圖；
[0016]圖4-a為本發(fā)明實施例示某型防爆電機轉子應力測試入射光的光譜示意圖；
[0017]圖4-b為本發(fā)明實施例示某型防爆電機轉子應力測試反射光的光譜示意圖；
[0018]圖4-c為本發(fā)明實施例示某型防爆電機轉子應力測試透射光的光譜示意圖；
[0019]圖4-d為本發(fā)明實施例示某型防爆電機轉子應力測試應力變化引起的光譜變化量示意圖。。
【具體實施方式】
[0020]如圖1和圖3所示，本實用新型所述防爆電機轉子應力測量裝置，包括若干組中心頻率不同的光纖光柵應力傳感器1、設置在防爆電機轉子軸3內(nèi)的光纖通道、光纖旋轉連接器7和光纖光柵應力測量系統(tǒng)9，若干組光纖光柵應力傳感器I分別設置在防爆電機轉子上，光纖光柵應力傳感器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。光纖通道包括設置在防爆電機轉子軸3內(nèi)的且導通的徑向孔5和軸向孔6，光纖旋轉連接器7設置在防爆電機轉子軸3 —端，若干組光纖光柵應力傳感器I的輸出端連接防爆電機內(nèi)部傳輸光纖4的輸入端，防爆電機內(nèi)部傳輸光纖4的輸出端經(jīng)過電機轉子軸內(nèi)的徑向孔5和軸向孔6連接光纖旋轉連接器7的轉子端，光纖旋轉連接器7的定子端通過防爆電機外部傳輸光纖8與基于波分復用原理的光纖光柵應力測量系統(tǒng)9連接。光纖旋轉連接器7與防爆電機轉子軸3同軸安裝，光纖光柵應力測量系統(tǒng)9連接有上位機11。根據(jù)實際使用需求，針對不同形式結構的防爆電機，本實用新型中若干組中心頻率不同的光纖光柵應力傳感器I可采用并聯(lián)、串聯(lián)和/或串并聯(lián)方式連接。
[0021]本實用新型使用時，可按照以下步驟進行:
[0022]A:在電機轉子上依次設置第一個光纖光柵應力傳感器1、第二個光纖光柵應力傳感器1、…、第η個光纖光柵應力傳感器1，并將η個光纖光柵應力傳感器I利用防爆電機內(nèi)部傳輸光纖4經(jīng)過電機轉子軸內(nèi)設置的光纖通道連接光纖旋轉連接器7的的轉子端，并將光纖旋轉連接器7的定子端通過防爆電機外部傳輸光纖8與基于波分復用原理的光纖光柵應力測量系統(tǒng)9連接；光纖光柵應力傳感器I包括外層的光纖包層15，光