高精度动态轴距测量方法基于全纤维异构微波AMCW与全相跟踪算法

科学领域:

• 机械工程 机械工程
• 光学计量学 在光学计量学
• 传感器技术 传感器技术

背景情况:

• 精确测量旋转机-定向机轴空隙对于旋转机械的安全性和效率至关重要.
• 振动和温度等环境因素对高精度的动态空隙测量构成挑战.
• 现有的方法往往缺乏要求高的应用程序所需的精度,带宽或测量范围.

研究的目的:

• 为旋转机械开发一种高精度,宽带宽和大范围的轴距测量方法.
• 为了减轻动态空隙测量中的环境干扰.
• 为系统评估引入一种新的带宽测试方法.

主要方法:

• 开发了一种全纤维异质微波振幅调制连续波 (AMCW) 系统.
• 设计了一个紧的双核光纤传感器探测器和一个异构全光纤光学路径.
• 实施了一种全相跟踪算法,以提高动态精度和带宽,并进行时间划分多重复合带宽测试.

主要成果:

• 该系统表现出了对环境干扰的出色抵抗力.
• 达到高达24.5mm的测量范围,静态精度优于4.5μm.
• 动态实验证实在100kHz带宽下精度优于5.3μm,与其他算法相比,动态误差减少了74%以上.

结论:

• 拟议的全纤维异体微波AMCW系统与全相跟踪算法提供了一个强大的解决方案,用于高精度的动态轴距测量.
• 该系统的性能通过模拟和实验验证,符合关键旋转机械的严格要求.
• 这种方法显著改进了现有技术,为工业应用提供了更高的准确性和更广泛的操作范围.