一种大型旋转机械结构健康监测及故障诊断系统的制作方法

技术特征：
1.一种大型旋转机械结构健康监测及故障诊断系统，其特征在于：所述系统包括数据采集单元（4）、光纤旋转连接器（3）、光纤光栅信号解调仪（2）与计算机系统（1）；所述光纤旋转连接器（3）包括旋转支架（5）、金属插筒（6）、动态光纤（7）与静态光纤（8），所述旋转支架（5）的底部与旋转机械转子（10）的顶部相连接，旋转支架（5）的顶部内开设有支架孔（51），该支架孔（51）内插入有金属插筒（6），该金属插筒（6）的内部开设有插筒内腔（61）；所述静态光纤（8）的底端延伸至插筒内腔（61）的顶部内，所述动态光纤（7）的顶端延伸至插筒内腔（61）的底部内，且在插筒内腔（61）内，静态光纤（8）的底端、动态光纤（7）的顶端上下正对设置；所述数据采集单元（4）的一端与旋转机械转子（10）的外壳相连接，数据采集单元（4）的另一端与动态光纤（7）的底端相连接，所述静态光纤（8）的顶端穿经旋转机械定子（9）后与光纤光栅信号解调仪（2）的一端相连接，光纤光栅信号解调仪（2）的另一端与计算机系统（1）相连接。2.根据权利要求1所述的一种大型旋转机械结构健康监测及故障诊断系统，其特征在于：所述数据采集单元（4）包括光分路器（41）与光纤光栅加速度单元（42），光纤光栅加速度单元（42）的数量为至少两个，相邻的光纤光栅加速度单元（42）相互分隔，所有光纤光栅加速度单元（42）的输出端都与光分路器（41）的一端相连接，光分路器（41）的另一端与动态光纤（7）的底端相连接；单个光纤光栅加速度单元（42）包括至少两个光纤光栅加速度传感器（43），单个光纤光栅加速度单元（42）内的光纤光栅加速度传感器（43）依次串联连接，所有光纤光栅加速度传感器（43）都与旋转机械转子（10）的外壳相连接。3.根据权利要求2所述的一种大型旋转机械结构健康监测及故障诊断系统，其特征在于：所述光纤光栅加速度单元（42）的数量为四个，四个光纤光栅加速度单元（42）由上至下依次设置；单个光纤光栅加速度单元（42）包括四个光纤光栅加速度传感器（43），该四个光纤光栅加速度传感器（43）在旋转机械转子（10）的外壳上，且呈同一圆周依次设置。4.根据权利要求1、2或3所述的一种大型旋转机械结构健康监测及故障诊断系统，其特征在于：所述金属插筒（6）的顶部横插有一根刚性插销（62），该刚性插销（62）的两端分别与一号止转弹簧（63）、二号止转弹簧（64）的底端相连接，一号止转弹簧（63）、二号止转弹簧（64）的顶端分别与旋转机械定子（9）的底部相连接。5.根据权利要求4所述的一种大型旋转机械结构健康监测及故障诊断系统，其特征在于：所述旋转机械定子（9）的中部开设有一个贯穿的定子插孔（91），该定子插孔（91）内插入而过有竖插柱（92），该竖插柱（92）的底端与横底盘（93）的顶部垂直连接，横底盘（93）的顶面与旋转机械定子（9）的底面相贴合，横底盘（93）的两端分别与一号止转弹簧（63）、二号止转弹簧（64）的顶端相连接。6.根据权利要求5所述的一种大型旋转机械结构健康监测及故障诊断系统，其特征在于：所述竖插柱（92）、横底盘（93）的中部共开设有同一根光纤插孔（81），该光纤插孔（81）的内部穿经而过有静态光纤（8），该静态光纤（8）的顶端高于竖插柱（92）的顶部设置；所述竖插柱（92）上近横底盘（93）的顶面的部位外套有一个固定螺母（94），该固定螺母（94）与竖插柱（92）进行螺纹配合。
7.根据权利要求4所述的一种大型旋转机械结构健康监测及故障诊断系统，其特征在于：所述一号止转弹簧（63）、二号止转弹簧（64）的顶端之间的间距大于一号止转弹簧（63）、二号止转弹簧（64）的底端之间的间距。8.根据权利要求1、2或3所述的一种大型旋转机械结构健康监测及故障诊断系统，其特征在于：所述插筒内腔（61）中沿轴心嵌套有一对无偏光纤准直器，两个无偏光纤准直器呈现为上下布置，两个无偏光纤准直器分别与静态光纤（8）的底端、动态光纤（7）的顶端对应连接。9.根据权利要求1、2或3所述的一种大型旋转机械结构健康监测及故障诊断系统，其特征在于：所述旋转支架（5）的两端分别开设有两个螺杆孔（52），该螺杆孔（52）内插入有一根可调节螺杆（521），该可调节螺杆（521）的底端与旋转机械转子（10）相连接，可调节螺杆（521）的顶端穿经螺杆孔（52）后与可调节螺母（522）进行螺纹配合。10.根据权利要求9所述的一种大型旋转机械结构健康监测及故障诊断系统，其特征在于：所述旋转支架（5）为t型结构，包括支架上座（53）与支架底座（54），所述支架上座（53）的底端与支架底座（54）的顶面垂直连接，支架底座（54）上位于支架上座（53）旁侧的两端上分别开设有螺杆孔（52），所述支架上座（53）的中部开设有支架孔（51），所述支架上座（53）的顶面上连接有一个支架顶盘（55），该支架顶盘（55）的内部开设有一个与支架孔（51）相连通的顶盘孔（551），该顶盘孔（551）内穿经而过有金属插筒（6）。

技术总结
一种大型旋转机械结构健康监测及故障诊断系统，包括数据采集单元、光纤旋转连接器、光纤光栅信号解调仪与计算机系统，其中，光纤旋转连接器包括旋转支架、金属插筒、动态光纤与静态光纤，旋转支架的底部与旋转机械转子的顶部相连接，旋转支架顶部插入的金属插筒的内部开设有插筒内腔；静态光纤的底端延伸至插筒内腔顶部，动态光纤的顶端延伸至插筒内腔底部，插筒内腔内，静态、动态光纤上下正对设置；数据采集单元的一端与旋转机械转子的外壳相连接，另一端与动态光纤的底端相连接；静态光纤的顶端穿经旋转机械定子后，经光纤光栅信号解调仪与计算机系统相连接。本设计不仅安装要求较低，应用范围较广，而且为非接触式传输，不易损害零部件。害零部件。害零部件。


技术研发人员：甘维兵 贾思凯 张翠 周爱 郭会勇 唐健冠 张艺璇
受保护的技术使用者：武汉理工大学
技术研发日：2021.10.25
技术公布日：2022/2/24