CN106768275A - 一种光纤叶尖定时传感器延长线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光纤叶尖定时传感器延长线，发射端耦合器内含1根用于发射光信号的光纤；接收端耦合器内含1根用于传输叶片反射光信号的光纤；一端的发射端耦合器与光纤式叶尖定时传感器的发射端连接，另一端的发射端耦合器与测振系统光发射端连接；一端的接收端耦合器与光纤式叶尖定时传感器的输出端连接，另一端的接收端耦合器与测振系统接收端连接；多路分岔用于使同一侧发射端耦合器和接收端耦合器中的光纤收成一束；发射端耦合器及接收端耦合器均连接抗拉抗压电缆；多路分岔之间通过连接段连接；抗拉抗压电缆和连接段用于保证内部光纤不受踩压、拉拽影响，提高可靠性。该延长线通过与光纤式叶尖定时传感器的连接，延长传感器信号传输距离。
Description
技术领域
本发明涉及旋转叶片非接触振动测量领域，尤其涉及一种光纤叶尖定时传感器延长线。
背景技术
航空发动机、汽轮机、压缩机、燃气轮机等大型旋转机械非接触叶片振动测量的应用日益广泛，基本测量原理是叶尖定时测振技术。
其中光纤式叶尖定时传感器具有响应快、精度高、抗电磁兼容等优点，成为非接触叶片测振传感器的首选。传统光纤式叶尖定时传感器在工作过程中，测振系统发射光信号至传感器发射端，叶片扫过传感器探头，探头内的接收光纤(一般6根以上，组成接收光纤束)将反射光信号传输至传感器接收端，并送入测振系统进行光电转换。
一般光纤式叶尖定时传感器长度小于5米，使测振系统需暴露于高温、复杂电磁环境下，且通过人工无法实时调节位置，导致试验中面临中途传感器信号超限、耐温受限、无法及时调整等问题。
现有的解决方案是对所有光纤采取全部延长的方式，此方式的劣势在于面临整体重量过重、长度过长影响安装，以及成本较高等问题。
发明内容
本发明提供了一种光纤叶尖定时传感器延长线，该延长线通过与光纤式叶尖定时传感器的连接，延长传感器信号传输距离，详见下文描述：
一种光纤叶尖定时传感器延长线，所述延长线包括：发射端耦合器、接收端耦合器、多路分岔、抗拉抗压电缆、以及连接段，
发射端耦合器内含1根用于发射光信号的光纤；接收端耦合器内含1根用于传输叶片反射光信号的光纤；
一端的发射端耦合器与光纤式叶尖定时传感器的发射端连接，另一端的发射端耦合器与测振系统光发射端连接；一端的接收端耦合器与光纤式叶尖定时传感器的输出端连接，另一端的接收端耦合器与测振系统接收端连接；
多路分岔用于使同一侧的发射端耦合器和接收端耦合器中的光纤收成一束；发射端耦合器及接收端耦合器均连接抗拉抗压电缆；多路分岔之间通过连接段连接；
抗拉抗压电缆和连接段用于保证内部光纤不受踩压、拉拽影响，提高可靠性。
其中，所述延长线为单路或多路。
其中，所述发射端耦合器采用ST型或FC型光纤耦合器。
其中，所述接收端耦合器采用ST型或FC型光纤耦合器。
进一步地，所述多路分岔的材料为塑料、橡胶、或金属。
进一步地，所述抗拉抗压电缆为：不锈钢软管、金属软管、含塑料保护层的铠装管、或塑料保护管。
进一步地，所述连接段为：不锈钢软管、金属软管、含塑料保护层的铠装缆、或塑料保护缆。
采用如上光纤叶尖定时传感器延长线，可获得以下有益效果：
1)延长光纤式叶尖定时传感器的信号传输距离，避免使测振系统需暴露于高温、复杂电磁环境下；
2)延长线使得测振系统可布置于远距离处，方便人工实时介入调整，避免了无法及时维护的问题。
3)延长线的重量轻，集成性好，成本低，避免了使用超长传感器的安装困难和高成本。
附图说明
图1为一种单路光纤叶尖定时传感器延长线的结构示意图；
图1中，1为发射端耦合器，2为接收端耦合器，3为多路分岔，4为抗拉抗压电缆，5为连接段。
图2为一种多路光纤叶尖定时传感器延长线的结构示意图；
图2中，1为发射端耦合器，2为接收端耦合器，3为多路分岔，4为抗拉抗压电缆，5为连接段。
图3为发射端耦合器的示意图；
图3中，6为发射端耦合器卡环，7为发射端耦合器接头；例如：可以为ST型耦合器卡环、ST型耦合器接头。
图4为接收端耦合器示意图；
图4中，8为接收端耦合器卡环，9为接收端耦合器接头；例如：可以为ST型耦合器卡环、ST型耦合器接头。
图5为叶尖定时传感器接收端截面示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式作进一步地详细描述。
为实现上述目的，本发明实施例设计了一种单路或多路光纤叶尖定时传感器延长线，包括：发射端耦合器1(两端各1个，内含1根用于发射光信号的光纤，下称为发射光纤)、接收端耦合器2(两端各1个，内含1根用于传输叶片反射光信号的光纤，下称为接收光纤)、多路分岔3、抗拉抗压电缆4、以及中间连接段5。
上述光纤叶尖定时传感器延长线为单路时，参见图1，其中一端发射端耦合器1与光纤式叶尖定时传感器发射端连接，另一端与测振系统光发射端连接，其中的发射光纤用于长距离传输发射光信号至传感器；
其中，一端接收端耦合器2与光纤式叶尖定时传感器输出端连接，另一端与测振系统接收端连接，其中的接收光纤用于长距离传输叶片扫过传感器时的光反射信号，使其传输至测振系统；多路分岔3使发射端耦合器1和接收端耦合器2中的光纤收成一束；抗拉抗压电缆4和中间连接段5保证内部光纤不受踩压、拉拽等影响，提高可靠性。
上述光纤叶尖定时传感器延长线为多路时，参见图2，多路延长线同时支持N路光纤叶尖定时传感器。原理与单路延长线相同，不同的是具有多根发射光纤和接收光纤，分别与多支光纤叶尖定时传感器相连接。
发射端耦合器1可采用ST型耦合器、FC型耦合器等常用光纤耦合器，适用于各类光纤叶尖定时传感器。
接收端耦合器2可采用ST型耦合器、FC型耦合器等常用光纤耦合器，适用于各类光纤叶尖定时传感器。
本发明实施例对各器件的型号除做特殊说明的以外，其他器件的型号不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。
综上所述，本发明实施例提供了一种光纤叶尖定时传感器延长线，该延长线通过与光纤式叶尖定时传感器的连接，延长传感器信号传输距离。
实施例2
下面结合具体的图3-图5对实施例1中的方案进行详细介绍，详见下文描述：
一种单路或多路光纤叶尖定时传感器延长线，包括：发射端耦合器1(两端各1个，内含1根用于发射光信号的光纤，下称为发射光纤)、接收端耦合器2(两端各1个，内含1根用于传输叶片反射光信号的光纤，下称为接收光纤)、多路分岔3、抗拉抗压电缆4、中间连接段5。
发射端耦合器1可采用ST型耦合器卡环6，以及ST型耦合器接头7，参见图3。发射端中发射光纤纤芯直径ds和数值孔径NAs的选择如下：
设光纤式叶尖定时传感器的发射端纤芯直径为ds0，数值孔径NAs0，则应满足ds＝ds0，NAs＝NAs0，保证发射光信号匹配的传输至传感器探头。
实际应用时，一般光纤叶尖定时传感器发射端光纤外径参数为(芯径/包层/涂覆层，μm)200/220/245，NAs0＝0.12，则发射光纤选择相同光纤(芯径/包层/涂覆层，μm)，200/220/245，NAs＝0.12。本发明实施例对参数的取值不做限制，仅以上述取值为例进行说明。
接收端耦合器2可采用ST型耦合器卡环8，以及ST型耦合器接头9，参见图4。接收端接收光纤纤芯直径dr和数值孔径NAr的选择，设光纤式叶尖定时传感器的接收端所有光纤排列后外切圆直径为dr0，光纤的数值孔径NAs0，则应满足dr≥dr0，NAr>NAr0。
参见图5，光纤式定时传感器接收端光纤共6根，外径参数为(芯径/包层/涂覆层，μm)200/220/245，NAr0＝0.22，所有光纤紧密排列后的外切圆直径为dr0＝0.78mm，则接收光纤选择光纤纤芯参数为(芯径/包层/涂覆层，μm)为800/880/1080，NAr＝0.26。本发明实施例对参数的取值不做限制，仅以上述取值为例进行说明。
具体实现时，多路分岔3可选用塑料、橡胶、金属等材料，保证工艺可靠性，保证其中的光纤不受损害。
实际应用时，抗拉抗压电缆4可选择不锈钢软管、金属软管、含塑料保护层的铠装管、塑料保护管等。内径大于光纤外径，长度一般取合适的短距离值。例如：选择外径3.9mm的含塑料保护层的铠装缆，长度为0.5m。本发明实施例对参数的取值不做限制，仅以上述取值为例进行说明。
具体实现时，连接段5可选择不锈钢软管、金属软管、含塑料保护层的铠装缆、塑料保护缆等，内径应大于所有光纤合理排列后外切圆外径，连接段5长度应满足实际使用要求。例如：选择外径5.5mm的含塑料保护层的铠装缆，长度可取20m-300m。本发明实施例对参数的取值不做限制，仅以上述取值为例进行说明。
本发明实施例对各器件的型号除做特殊说明的以外，其他器件的型号不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。
本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种光纤叶尖定时传感器延长线，其特征在于，所述延长线包括：发射端耦合器、接收端耦合器、多路分岔、抗拉抗压电缆、以及连接段，
发射端耦合器内含1根用于发射光信号的光纤；接收端耦合器内含1根用于传输叶片反射光信号的光纤；
一端的发射端耦合器与光纤式叶尖定时传感器的发射端连接，另一端的发射端耦合器与测振系统光发射端连接；一端的接收端耦合器与光纤式叶尖定时传感器的输出端连接，另一端的接收端耦合器与测振系统接收端连接；
多路分岔用于使同一侧的发射端耦合器和接收端耦合器中的光纤收成一束；发射端耦合器及接收端耦合器均连接抗拉抗压电缆；多路分岔之间通过连接段连接；
抗拉抗压电缆和连接段用于保证内部光纤不受踩压、拉拽影响，提高可靠性。
2.根据权利要求1所述的光纤叶尖定时传感器延长线，其特征在于，所述延长线为单路或多路。
3.根据权利要求1所述的光纤叶尖定时传感器延长线，其特征在于，所述发射端耦合器采用ST型或FC型光纤耦合器。
4.根据权利要求1所述的光纤叶尖定时传感器延长线，其特征在于，所述接收端耦合器采用ST型或FC型光纤耦合器。
5.根据权利要求1所述的光纤叶尖定时传感器延长线，其特征在于，所述多路分岔的材料为塑料、橡胶、或金属。
6.根据权利要求1所述的光纤叶尖定时传感器延长线，其特征在于，所述抗拉抗压电缆为：不锈钢软管、金属软管、含塑料保护层的铠装管、或塑料保护管。
7.根据权利要求1所述的光纤叶尖定时传感器延长线，其特征在于，所述连接段为：不锈钢软管、金属软管、含塑料保护层的铠装缆、或塑料保护缆。
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