关键词:
干涉仪
振动传感器
电力设备
轴承故障
检测
摘要:
在机械设备中,轴承作为核心组件,其运行状态的监测对于保障设备的稳定性和安全性至关重要。为了提升轴承故障检测的效能,提出一种基于Sagnac干涉仪的光纤振动传感技术,并探讨了其在轴承故障检测中的应用潜力。通过将保偏光纤(PMF)与两条单模光纤(SMF)进行拼接,构建了SMF-PMF-SMF(SPS)光纤传感结构,并将其与3dB耦合器相连,从而形成了基于SPS光纤结构的Sagnac干涉仪。在保偏光纤的中心位置固定了质量块。当监测对象——轴承结构发生振动时,保偏光纤的应力状态将产生变化,进而实现振动的测量。实验数据表明,健康轴承与故障轴承的检测结果与理论预期之间的相对误差小于1.60%,同时Sagnac干涉仪在轴承故障识别上的平均准确率达到了96.75%,这证明了该传感技术在轴承故障检测方面的有效性。该传感器展现了较高的灵敏度和稳定性,能够精确捕捉轴承的微小振动变化。此外,得益于Sagnac干涉仪出色的抗干扰性能,该传感器在复杂的工业环境中依然能够保持优异的检测性能。在实际应用层面,该传感器可被部署于电力设备的关键部位,以实时监控轴承的运行状况,实现故障的早期预警和及时维护,从而降低设备故障所造成的损失。展望未来,进一步优化传感器设计,增强其在多样化环境下的适应性和可靠性,将是满足更广泛应用需求的重要研究方向。