润滑油膜厚度光纤检测系统的智能化设计

在研究应用光纤位移传感器原理检测润滑油膜厚度状态技术的基础上，组建了一套完整的智能在线检测系统并对其进行了标定和运行实验。实验结果表明：所设计的测量系统不仅切实可行且反应灵敏、检测效果良好；所研制的信号采集电路及其与上位机串行通讯运行平稳可靠、反应迅速及时且精度高;开发的数据处理程序和虚拟仪器用户界面操作简便、运行状态良好;该测试系统能够应用到润滑油膜厚度的状态监测中,且具有鲜明的智能化特性。     

滑动轴承润滑油膜厚度测量方法分析

主要介绍了目前国内外测量润滑油膜厚度的各种方法.如:电阻法、电容法、光干涉法、电涡流法、光纤位移传感器法、先纤传感器三传感头间接测量法、光纤位移传感器两点间接测量法等.并对它们各自的特点进行了分析.     

光纤传感器多点测量润滑油膜厚度方法

为了提高旋转机械滑动轴承润滑油膜厚度测量的精度,在现有两点测量旋转机械滑动轴承润滑油膜厚度方法的基础上,提出了多点测量滑动轴承润滑油膜厚度的改进方法.该方法不但减少了因为转子磨损转轴半径变化带来的计算误差,而且还简化了计算,有效地提高了运算速度.此外,针对滑动轴承润滑油膜厚度监测,开发了基于光纤位移传感器的三点测量系统...     

基于光纤位移传感器的轴承最小油膜厚度的测量方法

基于光纤传感器的优点和间接测量油膜厚度方法的实用性,从理论上探讨了用光纤位移传感器间接测量圆轴承润滑油膜最小厚度的两种方法:两点测量法和三点测量法。通过对测量方案设计以及误差理论分析,结果表明:两点测量方法的理论测试精度较高,其最小厚度的绝对误差和位置角的绝对误差都较小,适合测试精度要求不高的场合;三点测量方法的理论测试精度比两点测量方法高,其相应各参数的测量误差为零。     

光强调制型光纤压力测试仪的研制

利用所研制的光纤测微仪与膜片压力传感器组成光强调制型光纤压力测试仪，实现对压力的测量。得到了压力传感器中压力与波纹膜片所产生的位移成线性关系的实验曲线，利用压力测试台对所研制的光纤压力测试仪进行了标定，并对所组成的光纤压力测试仪的测试结果进行了比较，得到了在0-3MPa的测量范围内测量测试系统的引用误差为0．7％的结论。     

水膜厚度光纤检测系统

针对海水泵滑靴副水膜厚度测量需求,利用反射强度调制型位移光纤传感器工作原理设计并实现了一种水膜厚度检测系统。设计了与海水泵结构相对应的光纤探头,其采用具有较好补偿功能的三圈同轴型光纤束结构消除了由光源强度、反射表面性质以及光纤光强损耗和弯曲损耗等因素带来的影响;开发了由光源模块、电源模块、光电转换模块、低通滤波模块、信号比值模块等组成的前置器用于信号调理。对开发的水膜厚度光纤检测系统进行了静态性能和动态性能测试实验,结果表明:该检测系统的测量精度可达微米级,测量系统的量程为1 000μm,灵敏度为3.45mV/μm,动态性能良好,满足了对海水泵水膜厚度的检测需求。     

基于光纤技术转子表面高精度测量系统的研究

借助光的波动性,提出一种新转子球表面测量技术,用光强调制式的双光纤传感器作为测量元件,从理论和实验两方面,分析了光纤位移传感器特性,分别给出了传感器实验结果和理论结果.利用该光纤位移传感器进行转子表面微小变化的测量,设计一种适用于转子表面测量的系统其测量精度达到0.005μm,给出转子表面图形绘制法-墨克脱投影法,并给出了本转子的测量表面图.此系统也可以用在其它物理学的尖端表面测量实验中.     

光纤传感测量系统在超导转子旋转装置中的应用

介绍了超导转子旋转驱动原理以及应用在超导转子旋转装置中的一种光纤传感测量系统。光纤传感测量系统包括微位移光纤传感器、转速光纤传感器、电机控制光纤传感器和信号读取图形,该系统能够进行转子悬浮微位移和旋转速度的测量并提供转子旋转所需的控制信号。在4.2K低温下进行了转子悬浮旋转实验,超导球形转子悬浮微位移测量分辨率为10μm,转子转速达到了1013rpm。实验结果为进一步应用光纤传感测量系统精确监控超导转子工作姿态提供了参考。     

光纤位移传感器在低温装置中测量超导转子悬浮微位移的应用

介绍了一种补偿式光纤位移传感器,对比分析了该传感器在室温(293 K)下和液氮温度(77 K)下的传输特性。结果表明,该传感器能有效地消除外界环境的影响,可用于宽温度范围的位移测量。在液氦温度(4.2 K)下测量超导转子悬浮微位移的实验结果表明,该传感器可在低温下进行位移测量,测量分辨率达到10 μm。实验结果为光纤位移传感器在低温环境下的应用提供了参考。     

气体挤压膜承载能力的实验研究

设计实验对气体挤压膜的承载能力进行验证与分析,包括激振装置的设计以及对气体挤压膜产生的承载力和悬浮物体高度的测量.通过电阻应变测量方法设计了一种传感器对气膜承载力进行测量,气膜悬浮物体的高度则通过高精度位移传感器进行测量.实验结果表明气体挤压膜具有较大的承载能力,承载能力取决于激振振幅、悬浮盘表面积等.调节激振频率使得压电陶瓷处于谐振状态,并且尽可能的增大激励电压可以提升激振盘的振幅从而最大化气体挤压膜的承载能力.     

ADuC834在润滑油膜厚度检测智能传感器中的应用

提出一种基于ADuC834的智能传感器系统，通过对其硬件和软件的设计，有效地实现了智能传感器对润滑油膜厚度的精密检测。     

基于LabVIEW的面接触润滑油膜承载力测量系统的研制

以PCI-1428图像采集卡、PCI-1240运动控制卡、USB-5935数据采集卡作为硬件部分,采用图形化编程语言LabVIEW编写软件部分,构建面接触润滑油膜承载力测量系统.本测量系统由油膜厚度测量、伺服电机运动控制、油膜承载力测量三部分组成,实现在一定工况下对油膜承载力的测量.实验结果表明,本测量系统满足对实验台的要求,能够准确测量出油膜承载力.     

A magnetoelastic viscometer for on-line monitoring of viscosity of lubricating oils

The paper discusses the prospects for developing means for on-line measurement of the viscosity of lubricating oils, including diagnostic instrumentation based on magnetoelastic interaction. The theoretical basis for the development of magnetoelastic sensors and the main concept of measuring the fluid viscosity are presented. Two methods of measuring the viscosity are described. The first method is based on estimating variations in the natural frequency of oscillations of a sensitive element and the second involves analysis of the decay rate of the amplitude of oscillations. The design of the developed magnetoelastic sensor and the experimental results of comparing the two measurement methods are reported. The paper also presents the comparative results of measurement of the oil viscosity by a magnetoelastic sensor, a capillary viscometer, and a solid-state piezoacoustic sensor. It is shown that the reliability of the magnetoelastic sensor is high from the viewpoint of on-line monitoring; owing to its relatively low cost and ease of maintenance, it has wide potential for application in monitoring of lubricating oils in tribosystems.     

新型光干涉法纳米级润滑膜厚度测量仪

润滑膜厚度的测量是开展纳米量级薄膜润滑状态研究的关键问题。利用光干涉法相对光强原理研制出一种纳米级润滑膜厚度测量仪,在低速低载荷条件下对点接触纯滑动润滑接触中心区润滑膜厚度进行测量,并讨论接触中心区和润滑膜厚度与速度和载荷之间的关系。结果表明:已测量的膜厚值已达到纳米量级,在设定工况下润滑膜厚度随速度增大而增大,随载荷增大而减小;比较Hamrock-Dowson公式计算结果和实验结论证明,这种仪器能有效实现对纳米级润滑薄膜厚度的测量。     

高速回转件润滑状态测量方法的研究

本文提出一种测量高速回转件润滑状态的新方法，通地在摩擦副间施加一个大小可变的直流电压，利用润滑油（脂）膜瞬间被电压击穿的原理，进而对记录的信号波形进行分析，可分别获得摩擦副间的润滑膜厚度以及微观表面粗糙度等信息，用该方法对纺织机械中的高速回转件，诸如气流纺杯轴承和化纤锭子的润滑状态进行了测量，取得了较好的效果，从而为纺机高速回转零件在运转过程中润滑状态的测量提供了有效的测试手段。     

光强正交调制型位移传感器的数学模型与误差分析

针对传统光学位移测量方法对环境要求高和制造精度难以提高等问题,提出了一种以交变光场为测量媒介的新型线性位移检测方法。基于提出的方法,设计了一种光强正交调制型位移传感器。该方法采用基于光强正交变化的两路电驻波合成电行波信号,通过对行波信号时间先后的测量实现空间位移的测量。为了深入理解传感器的传感机理,推导了传感器的测量模型,分析了与传感机理相关的关键因素对测量误差的影响。根据测量原理和测量模型的理论分析,研制出传感器原理样机,通过实验测试了各种关键因素对测量误差的影响,并进一步优化设计了传感器结构与参数。实验显示,优化后的传感器在108mm测量范围内的测量精度达到±0.5μm,是一种新的无需精细刻划的位移检测方案。     

激光位移传感器在自由曲面测量中的应用

以点激光位移传感器(HL-C211BE)为对象,研究它在自由曲面测量中的应用。针对激光位移传感器因测点倾角代入的测量误差,提出了一个可以量化的倾角误差模型。基于直射式点激光三角法原理,分析了激光光路的几何关系,从会聚光斑光能质心发生的偏移推导出倾角误差模型。随后,用高精度激光干涉仪和正弦规对激光位移传感器进行校对实验,并用误差模型对测量结果进行补偿。结果显示,补偿后激光位移传感器的测量精度得到明显提高。对一非球面凸透镜进行了实验测量,得到了自由曲面测点倾角的计算方法,并用倾角误差模型修正了测量数据。实验结果表明,量化的倾角误差模型可以将激光位移传感器的测量误差控制到小于10μm,满足激光位移传感器在自由曲面测量中应用的要求。