[发明专利]一种基于光纤光栅传感的刮板输送机轴承故障监测系统

说明书

本发明公开了一种基于光纤光栅传感的刮板输送机轴承故障监测系统，包括声发射信号端，所述声发射信号端输出端连接光纤光栅传感器，所述光纤光栅传感器连接可调谐F‑P滤波器，可调谐F‑P滤波器连接处理器，处理器对调解后的信号进行小波阈值去噪处理，多峰自适应寻峰算法、对去噪信号进行多峰自适应寻峰，得到波长偏移量，进而得到相关被测量信息。本发明的技术效果和优点：本专利所涉及的系统及算法，可以提高分布式光纤光栅的中心波长检测精度。

技术领域

本发明涉及刮板输送机轴承故障监测技术领域，更具体地说是一种基于光纤光栅传感的刮板输送机轴承故障监测系统。

背景技术

滚动刮板输送机轴承作为机械设备的重要部件之一，滚动刮板输送机轴承的健康状态与整机的工作性能密切相关，一旦出现故障，轻则会降低生产质量，重则会造成生产事故，因此，有必要对刮板输送机轴承故障进行及时诊断。

声发射技术在旋转机械的故障检测与监测中得到了广泛的应用。在声发射检测系统中谐振式压电传感器是最为常见的，与谐振式压电传感器相比，光纤布拉格光栅(FiberBragg Grating，FBG)由于微型尺寸、耐腐蚀、电绝缘、结构简单、可靠性高、环境适应性好，所以本专利将进行声发射技术与光纤光栅传感器相结合进行结构损伤检测的进一步研究。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供一种基于光纤光栅传感的刮板输送机轴承故障监测系统。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于光纤光栅传感的刮板输送机轴承故障监测系统，包括声发射信号端，所述声发射信号端输出端连接光纤光栅传感器，所述光纤光栅传感器连接可调谐F-P滤波器，可调谐F-P滤波器连接处理器，处理器对调解后的信号进行小波阈值去噪处理，多峰自适应寻峰算法、对去噪信号进行多峰自适应寻峰，得到波长偏移量，进而得到相关被测量信息；

其中，声发射应力波传输到光纤光栅传感器时，能够同时调制光纤光栅的周期和有效折射率，最终实现对光纤光栅反射光中心波长的调制，其公式为：λ_B＝2n_neffΛ；

所述小波阈值去噪处理采用小波软阈值去噪算法：先选定合适的阈值，将含噪小波系数与阈值进行比较，若小波系数小于阈值，则被认为是噪声，小波系数直接置零；若小波系数大于阈值，则小波系数则需要通过阈值函数进行收缩；

所述多峰自适应寻峰算法采用质心法：是通过计算波长的加权平均值来求反射信号的中心波长，其中加权系数为反射信号的光功率值，在解调过程中，若将采集的离散数据看成是质点，那么每个点的纵坐标所代表的光功率就可以看作是这个点的质量，通过求一组数据中所有采集到的点的质心的横坐标，即可得到所求波形的峰值位置。

本系统应用波分复用技术形成传输通道。

FBG的反射光谱曲线接近于高斯分布，可以通过采样的高斯曲线拟合来逼近高斯函数，那么从拟合的高斯函数中就可以得到峰值位置，公式如下：

本发明的技术效果和优点：本专利所涉及的系统及算法，可以提高分布式光纤光栅的中心波长检测精度。

附图说明

图1为本发明整体的系统结构示意图；

图2是波分复用技术形成传输通道原理图；

图3是可调谐F-P滤波器解调原理图。

具体实施方式