RU166821U1 - Устройство для измерения величины износа и температуры изделия при трении - Google Patents

Устройство для измерения величины износа и температуры изделия при трении Download PDF

Info

Publication number
RU166821U1
RU166821U1 RU2016124795/28U RU2016124795U RU166821U1 RU 166821 U1 RU166821 U1 RU 166821U1 RU 2016124795/28 U RU2016124795/28 U RU 2016124795/28U RU 2016124795 U RU2016124795 U RU 2016124795U RU 166821 U1 RU166821 U1 RU 166821U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wear
temperature
fiber
during friction
amount
Prior art date
Application number
RU2016124795/28U
Other languages
English (en)
Inventor
Олег Геннадьевич Морозов
Ильнур Ильдарович Нуреев
Артём Анатольевич Кузнецов
Айрат Жавдатович Сахабутдинов
Ленар Маликович Фасхутдинов
Вадим Игоревич Артемьев
Айдар Ревкатович Насыбуллин
Рустам Шаукатович Мисбахов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ)
Priority to RU2016124795/28U priority Critical patent/RU166821U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU166821U1 publication Critical patent/RU166821U1/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/06—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

Abstract

1. Устройство для измерения величины износа и температуры изделия при трении, содержащее последовательно соединенные широкополосный источник непрерывного лазерного излучения, циркулятор, и, как минимум, один измерительный волоконно-оптический световод, второй конец которого предназначен для размещения в изделии на глубине равной или меньшей расстояния до трущейся поверхности и в котором сформирован внутриволоконный оптический датчик величины износа и температуры изделия при трении на основе брэгговской решетки, а также последовательно соединенные, как минимум, один передающий волоконно-оптический световод, детектор и контроллер определения величины износа и температуры изделия при трении, причем первый конец передающего волоконно-оптического световода соединен со вторым выходом циркулятора, отличающееся тем, что на конце отрезка измерительного волоконно-оптического световода, предназначенного для размещения в изделии, последовательно первому внутриволоконному оптическому датчику величины износа и температуры изделия при трении на основе брэгговской решетки сформирован дополнительно еще, как минимум, один внутриволоконный оптический датчик величины износа и температуры изделия при трении на основе брэгговской решетки с участком измерительного волоконно-оптического световода между ними, не занятым брэгговской решеткой, равным по длине, как минимум, одному ее периоду, причем как минимум, два последовательно расположенных внутриволоконных оптических датчика величины износа и температуры изделия при трении, выполненные на основе брэгговских решеток, настроены на одну рабочую длину волны.2.

Description

Техническое решение относится к технике оптических измерений одновременно нескольких параметров изделий, в частности к устройствам для измерения величины износа и температуры изделий при трении, и может быть использовано как в процессе их эксплуатации, так и исследовании указанных характеристик при разработке. Рассматриваемые изделия, как правило, являются элементами различных двигателей, турбин, электрических машин, находящихся в контактном движении с другим изделием. Наиболее наглядным примером таких изделий является щеточно-коллекторный узел электрической машины, контролируемым изделием - его щетка, а измеряемыми параметрами - величина износа и температура щетки.
Устройства для измерения величины износа и температуры изделий при трении выполняются, как правило, встроенными в контролируемое изделие, и, например, содержат расположенные в изделии два контрольных электрических проводника, изолированных от тела изделия, на определенной глубине и регистрирующую аппаратуру (см. А.с.1809481 СССР, МПК5 H01R 39/58. Устройство для контроля износа щетки / Н.Н. Павлуцкий; опубл. 15.04.1993, Бюл. №14). При этом контролируется пороговая величина износа изделия, определяемая глубиной расположения контрольных электрических проводников, при достижении которой трущимися изделиями разрушается изоляция проводников, проводники замыкаются элементами второго трущегося изделия и в систему регистрации поступает электрический сигнал о достижении порога износа.
Недостатком устройства является отсутствие контроля температуры, которая имеет большое значение для оценки процесса и условий трения. Для измерения температуры необходима установка дополнительного датчика. Обеспечивается лишь пороговая индикация величины износа. Кроме того, в ряде применений, например, в электрических машинах, на контрольные электрические проводники может поступить высокое напряжение питания двигателей, что может привести к выходу из строя измерительной части устройства или потребовать применения специальных дополнительных мер по развязке измерительной части по напряжению.
Известно волоконно-оптическое устройство для контроля величины износа изделий (см. Пат. 4884434 США, 73/7, G01M 11/08. Датчик износа / Т. Сатаке, Е. Имада; опубл. 05.12.1989), которое содержит в качестве встроенных контрольных проводников несколько петель из отрезков волоконно-оптических световодов, расположенных на различной глубине изделия. Каждый отрезок подключен к источнику лазерного излучения и детектору. При достижении величины износа глубины залегания первой петли отрезок волоконно-оптического световода разрывается, что приводит к формированию на выходе детектора сигнала о соответствующей величине износа, и т.д.
Данное устройство позволяет избавиться от недостатков устройств, использующих электрические контрольные проводники и возможности поступления высоковольтных напряжений на измерительные схемы. Недостатком устройства является отсутствие контроля температуры, которая имеет большое значение для оценки процесса и условий трения. Для измерения температуры необходима установка дополнительного датчика. Кроме того, обеспечивается лишь пороговая индикация величины износа, хотя и формируется несколько порогов измерения.
Существует устройство (см. Пат.8571813 США, 702/34, G01/N 3/56. Волоконно-оптическая сенсорная система для определения износа поверхностей / Джонстон Р.Т.; опубл. 29.10.2013), в котором отрезки оптического световода, расположенные в изделии, имеют на торце напыление из переизлучающего материала (фосфора). Зондирующие импульсы источника оптического излучения вызывают люминесценцию переизлучающего материала, причем длина волны люминесценции однозначно связана с температурой датчика, а пропадание на детекторе сигнала люминесценции означает, что изделие износилось на величину, соответствующую глубине залегания световода. Таким образом, данное устройство позволяет осуществлять одновременное измерение как износа изделия, так и его температуры. Недостатком устройства является сложность конструкции, определяемая, в том числе, необходимостью использования химически активного переизлучающего материала, его установки в изделие и обеспечения надежного контакта с волоконно-оптическим световодом. Сам метод измерения величины износа громоздок и сложен при реализации. Следует отметить относительно невысокую точность измерения температуры при использовании метода люминесценции.
Прототипом предлагаемого технического решения является устройство (см. пат. РФ №2557577, МПК G01B 11/06, G01K 11/32, G01N 3/56, H01R 39/58, G01D 5/353 Устройство для измерения величины износа и температуры изделия при трении / О.Г. Морозов и др., опубл. 27.07.2015, Бюл. №21), которое содержит последовательно соединенные источник лазерного излучения, светоделитель, и, как минимум, один измерительный волоконно-оптический световод, второй конец которого предназначен для размещения в изделии на глубине равной или меньшей расстояния до трущейся поверхности, а также последовательно соединенные, как минимум, один передающий волоконно-оптический световод, детектор и контроллер определения величины износа и температуры изделия при трении, причем первый конец передающего волоконно-оптического световода соединен со вторым выходом светоделителя, а на отрезке измерительного волоконно-оптического световода в области его второго конца сформирован внутриволоконный оптический датчик величины износа и температуры изделия при трении; источник лазерного излучения выполнен как источник непрерывного лазерного излучения, а светоделитель как оптический циркулятор. В качестве внутриволоконного оптического датчика может быть использована внутриволоконная решетка Брэгга или длиннопериодная решетка.
В основу работы прототипа положена зависимость спектральных характеристик внутриволоконной решетки Брэгга (или длиннопериодной решетки) от ее температуры и длины (износа) - при изменении температуры внутриволоконной решетки Брэгга (или длиннопериодной решетки) изменяется центральная резонансная длина волны λi рефлектометрического отклика, которая является функцией температуры изделия, а при изменении длины внутриволоконной решетки Брэгга (или длиннопериодной решетки), которая является функцией величины износа изделия, происходит изменение амплитуды Ai рефлектометрического отклика. Детектор, отличающийся возможностью проведения как амплитудных, так и спектральных измерений с определением длин волн поступающего на него излучения, регистрирует изменение положения центральной резонансной длины волны λi, а так же амплитуды Ai рефлектометрического отклика.
Прототип в отличие от описанных выше аналогов позволяет непрерывно измерять износ в пределах 5-30 мм для решеток Брэгга и 20-60 мм для длиннопериодных решеток, при этом одновременно проводить измерение температуры, имеет простую конструкцию (используется один измерительный волоконно-оптический световод, а сам датчик является его частью).
Недостатком прототипа является относительно небольшой диапазон измерения износа, приходящийся на один измерительный волоконно-оптический световод.
Решаемая техническая задача (технический результат) предлагаемого устройства для измерения величины износа и температуры изделия при трении заключается в повышении диапазона непрерывного измерения величины износа, без существенного усложнения устройства.
Решаемая техническая задача (технический результат) в устройстве для измерения величины износа и температуры изделия при трении, содержащем последовательно соединенные широкополосный источник непрерывного лазерного излучения, циркулятор, и, как минимум, один измерительный волоконно-оптический световод, второй конец которого предназначен для размещения в изделии на глубине равной или меньшей расстояния до трущейся поверхности и в котором сформирован внутриволоконный оптический датчик величины износа и температуры изделия при трении на основе брэгговской решетки, а также последовательно соединенные, как минимум, один передающий волоконно-оптический световод, детектор и контроллер определения величины износа и температуры изделия при трении, причем первый конец передающего волоконно-оптического световода соединен со вторым выходом циркулятора, достигается тем, что на конце отрезка измерительного волоконно-оптического световода, предназначенного для размещения в изделии, последовательно первому внутриволоконному оптическому датчику величины износа и температуры изделия при трении на основе брэгговской решетки сформирован дополнительно еще, как минимум, один внутриволоконный оптический датчик величины износа и температуры изделия при трении на основе брэгговской решетки с участком измерительного волоконно-оптического световода между ними, не занятым брэгговской решеткой, равным по длине, как минимум, одному ее периоду, причем, как минимум, два последовательно расположенных внутриволоконных оптических датчика величины износа и температуры изделия при трении, выполненные на основе брэгговских решеток, настроены на одну рабочую длину волны.
Как минимум, два последовательно расположенных внутриволоконных оптических датчика величины износа и температуры изделия при трении, выполненные на основе брэгговских решеток и настроенные на одну рабочую длину волны, могут иметь фазовый π-сдвиг.
Как минимум, два последовательно расположенных внутриволоконных оптических датчика величины износа и температуры изделия при трении, выполненные на основе брэгговских решеток и настроенные на одну рабочую длину волны, могут иметь участок измерительного волоконно-оптического световода между ними, не занятый брэгговскими решетками по длине, на порядок больше их периода, таким образом образуя интерферометр Фабри-Перо, построенный с использованием брэгговских решеток.
На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для измерения величины износа и температуры изделия при трении. На чертеже представлено и изделие, в котором размещены внутриволоконные оптические датчики величины износа и температуры изделия при трении.
На фиг. 2 представлен алгоритм работы контроллера определения величины износа и температуры изделия при трении.
Устройство для измерения величины износа и температуры изделия при трении (см. фиг. 1) содержит последовательно соединенные широкополосный источник непрерывного лазерного излучения 1, циркулятор 2, и, как минимум, один измерительный волоконно-оптический световод 3, а также последовательно соединенные, как минимум, один передающий волоконно-оптический световод 4, детектор 5 и контроллер определения величины износа и температуры изделия при трении 6, причем первый конец передающего волоконно-оптического световода 4 соединен со вторым выходом циркулятора 2. Кроме того, на отрезке длиной L1 и L2 на втором конце измерительного волоконно-оптического световода 4, расположенного в изделии 7 последовательно друг за другом сформированы, как минимум, два внутриволоконных оптических датчика величины износа и температуры изделия при трении 81 и 82 на основе брэгговских решеток с участком l измерительного волоконно-оптического световода 3 между ними, не занятым брэгговской решеткой, равным по длине, как минимум, одному ее периоду, причем два последовательно расположенных внутриволоконных оптических датчика величины износа и температуры изделия при трении 81 и 82, выполненные на основе брэгговских решеток, настроены на одну рабочую длину волны. Максимальное количество внутриволоконных оптических датчиков величины износа и температуры изделия при трении 81 и 82 зависит от требуемого максимального диапазона измерения износа (так как каждый датчик осуществляет измерения только в заданном диапазоне), и, например, может быть равно двум.
Как минимум, два последовательно расположенных внутриволоконных оптических датчика величины износа и температуры изделия при трении 81 и 82, выполненные на основе брэгговской решетки и настроенные на одну рабочую длину волны, могут иметь фазовый π-сдвиг.
Как минимум, два последовательно расположенных внутриволоконных оптических датчика величины износа и температуры изделия при трении 81 и 82, выполненные на основе брэгговских решеток и настроенные на одну рабочую длину волны, могут иметь участок измерительного волоконно-оптического световода 3 между ними, не занятый брэгговскими решетками по длине, на порядок больше их периода, таким образом они образуют интерферометр Фабри-Перо, построенный с использованием брэгговских решеток.
Рассмотрим работу устройства для измерения величины износа и температуры изделия при трении (фиг. 1).
Подключают компоненты схемы согласно фиг. 1, подключают широкополосный источник непрерывного лазерного излучения 1, детектор 5 и контроллер определения величины износа и температуры изделия при трении 6 к источникам питания (система электропитания на фиг. 1 не показана), осуществляют запись программы обработки сигнала согласно алгоритму, приведенному на фиг. 2 в контроллер определения величины износа и температуры изделия при трении 6. В изделии 7 располагают второй конец измерительного волоконно-оптического световода 3, на глубине H2 равной или меньшей расстояния R до трущейся поверхности изделия 7 и какого-либо другого изделия (на фиг. 1 не показано). При этом на отрезке длиной L1 и L2 измерительного волоконно-оптического световода 3 в области его второго конца (расстояние от края второго оптического датчика до края измерительного оптического световода должно быть не менее требуемой разрешающей способности измерения величины износа изделия 7 при трении) сформированны, как минимум, два внутриволоконных оптических датчика величины износа и температуры изделия при трении 81 и 82 на основе брэгговских решеток. Расстояние H1-L1=P величина постоянная и определяет разницу между глубиной установки первого внутриволоконного оптического датчика и его длиной. Величина P может быть равна 0, a R=H2, что и будет принято для упрощения пояснения работы устройства.
Тогда величина износа изделия при трении будет определяться как:
Figure 00000002
т.е. для измерения величины износа изделия при трении осуществляют измерение длин внутриволоконных оптических датчиков величины износа и температуры изделия при трении 81 и 82 (для упрощения примем, что их количество равно двум).
Рассмотрим порядок определения температуры изделия в устройстве для измерения величины износа и температуры изделия при трении.
Для измерения температуры изделия при трении производят измерение центральной резонансной длины волны λ внутриволоконных оптических датчиков величины износа и температуры изделия при трении 81 82, которая при калиброванном значении температуры TC после установки в изделие 7 равна:
Figure 00000003
где n - эффективный показатель преломления основной моды сердцевины решетки Брэгга; Λ - период решетки Брэгга (См. Васильев, С.А. Волоконные решетки показателя преломления и их применения / С.А. Васильев, О. И. Медведков, И. Г. Королев, А. С.Божков, А. С.Курков, Е. М. Дианов // Квантовая электроника. - 2005. - Т. 35, №12. - С. 1085-1103).
При изменении температуры изменяется центральная резонансная длина волны λ рефлектометрического отклика, которая является функцией температуры изделия 7, а ее изменение описывается следующим выражением:
Figure 00000004
где ΔT - изменение температуры; α - коэффициент теплового расширения кварцевого стекла.
Соотношение (3) дает типичный сдвиг λ в зависимости от температуры ~0,01 нм/°C. (См. там же).
Таким образом, измерение температуры будет определяться зависимостью:
Figure 00000005
или, выраженной через температуру из уравнений (2)-(4) и из условия:
Figure 00000006
где λM - измеренная центральная резонансная длина волны рефлектометрического отклика внутриволоконных оптических датчиков величины износа и температуры изделия при трении 81 82; TM - измеряемая температура изделия.
Для измерения температуры в устройстве для измерения величины износа и температуры изделия при трении излучение широкополосного источника непрерывного лазерного излучения 1 через циркулятор 2, поступает на измерительный волоконно-оптический световод 3 и через него во внутриволоконные оптические датчики величины износа и температуры изделия при трении 81 и 82.
Рефлектометрический отклик внутриволоконных оптических датчиков величины износа и температуры изделия при трении 81 и 82 через измерительный волоконно-оптический световод 3, первый и второй выход циркулятора 2, передающий волоконно-оптический световод 4 поступает на детектор 5, в котором регистрируется λM - измеренная центральная резонансная длина волны рефлектометрического отклика внутриволоконных оптических датчиков величины износа и температуры изделия при трении 81 и 82. Полученная информация поступает в контроллер определения величины износа и температуры изделия при трении 6, в котором по полученным значениям λM, заложенным калибровочным значениям λ, TC, Δλ / ΔT и в соответствии с (5) определяется температуры изделия 7 при трении, в точке, в которой установлен конкретный внутриволоконный оптический датчик величины износа и температуры изделия при трении 81 или 82. Полученное значение поступает на устройство отображения информации (на фиг. 1 устройство отображения информации не показано).
Рассмотрим алгоритмы, по которым осуществляется определение износа в устройстве для измерения величины износа и температуры изделия при трении для различных примеров его реализации.
Внутриволоконные оптические датчики величины износа и температуры изделия при трении 81 и 82 выполнены на основе брэгговской решетки с фазовым π-сдвигом.
Брэгговская решетка с фазовым π-сдвигом представляет собой две последовательно расположенные идентичные волоконные брэгговские решетки (ВБР), расстояние l между которыми равно одному их периоду.
В этом случае внутриволоконные оптические датчики величины износа и температуры изделия при трении 81 и 82 формируют рефлектометрический отклик с амплитудой A на центральной резонансной длине волны λM, которая является функцией от его длины L:
Figure 00000007
где
Figure 00000008
, L1 и L2 - длина решетки до и после фазового сдвига (81 и 82 соответственно), γ2=Ω2-Δβ2,, Ω=k - коэффициент связи ВБР (для однородных ВБР постоянен), D1=γ2cosh(γL), D2=Δβγsinh(γL) - общая длина ВБР,
Figure 00000009
, Δφ - значение фазового сдвига в решетке, в нашем случае Δφ=π.
Из приведенного выражения видно, что при изменении L1 и L2, которое в нашем случае будет вызвано износом изделия и соответствующим уменьшением длины внутриволоконных оптических датчиков величины износа и температуры изделия при трении 81 и 82 (последовательно уменьшается L2, затем L1), будет происходить изменение их рефлектометрического отклика в соответствии с выражением (6).
Внутриволоконные оптические датчики величины износа и температуры изделия при трении 81 и 82 выполнены на основе интерферометра Фабри-Перо, построенного с использованием брэгговских решеток.
Интерферометр Фабри-Перо, построенный с использованием брэгговских решеток представляет собой две последовательно расположенные идентичные ВБР, расстояние l между которыми на порядок больше их периода.
В этом случае внутриволоконные оптические датчики величины износа и температуры изделия при трении 81 и 82 формируют рефлектометрический отклик с амплитудой A на центральной резонансной длине волны λM, которая является функцией от его длины L:
Figure 00000010
где: R1=tanh2(k·L1) - коэффициент отражения первой ВБР 81, R2=tanh2(k·L2) - коэффициент отражения второй ВБР 82, k - коэффициент связи ВБР, который для однородных ВБР постоянен,
Figure 00000011
, l - расстояние между решетками, n - эффективный показатель преломления.
Из приведенного выражения видно, что при изменении L1 и L2, которое в нашем случае будет вызвано износом изделия и соответствующим уменьшением длины внутриволоконных оптических датчиков величины износа и температуры изделия при трении 81 и 82 (последовательно уменьшается L2, затем L1), будет происходить изменение их рефлектометрического отклика в соответствии с выражением (7).
Таким образом, рефлектометрический отклик внутриволоконных оптических датчиков величины износа и температуры изделия при трении 81 и 82 через измерительный волоконно-оптический световод 3, первый и второй выход циркулятора 2, передающий волоконно-оптический световод 4 поступает на детектор 5, в котором регистрируются A - измеренная амплитуда на центральной резонансной длина волны λM рефлектометрического отклика внутриволоконных оптических датчиков величины износа и температуры изделия при трении 81 и 82. Полученная информация поступает в контроллер определения величины износа и температуры изделия при трении 6, в котором по полученным значениям A, заложенным значениям постоянных коэффициентов, в соответствии с выражениями (6)-(7) (для каждого примера реализации соответственно) из (1) определяется величина износа ΔR изделия при трении, полученное значение поступает на устройство отображения информации (на фиг. 1 устройство отображения информации не показано).
Преимущества использования внутриволоконных оптических датчиков величины износа и температуры изделия при трении 81 и 82 заключаются в уникальном преобразовании измеряемой температуры в смещение длин волн, отраженного от них излучения, и в возможности простого изготовления. При этом сами внутриволоконные оптические датчики величины износа и температуры изделия при трении 81 и 82 являются неотделимой частью измерительного волоконно-оптического световода 3.
Устройство для измерения величины износа и температуры изделия при трении может быть реализовано с использованием различных типов измерительных волоконно-оптических световодов 3 и передающих волоконно-оптических световодов 4, конкретный вид которых определяется в зависимости от решаемых задач: диапазона измеряемых температур, физико-химических свойств изнашиваемого материала и т.д. Это могут быть кварцевые, германиевые, полимерные, сапфировые и др. волоконно-оптические световоды. Во всех указанных волоконно-оптических световодах могут быть сформированы внутриволоконные оптические датчики величины износа и температуры изделия при трении 81 и 82.
Устройство для измерения величины износа и температуры изделия при трении может быть реализовано на следующих элементах, рассчитанных на работу на длине волны 1550 нм:
- широкополосный источник непрерывного лазерного излучения 1 SLD-1550-3 - лазерный диод фирмы «Superlum»;
- циркулятор 2 - циркулятор 3PIOC - 1550 фирмы «Flyin»;
- измерительный волоконно-оптический световод 3 и передающий волоконно-оптический световод 4 - волоконно-оптический световод SMF-28 фирмы «Corning»;
- внутриволоконные оптические датчики величины износа и температуры изделия при трении 81 и 82 на основе волоконных брэгговских решеток записанных на волокне SMF-28 в НЦВО «Фотоника» (Москва), НИИ ПРЭФЖС КНИТУ-КАИ (Казань), Инверсия-Файбер (Новосибирск), Инверсия - Сенсор (Пермь) и т.д., либо покупные датчики этих фирм и фирмы FiberSensing;
- детектор 5 - LSIPD-I75-FA волоконно-оптический InGaAs PIN фотоприемник фирмы IFP;
- контроллер определения величины износа и температуры изделия при трении 6 - микропроцессорный контроллер на базе чипов фирм Atmel, Microchip и т.д.
При реализации устройства для измерения величины износа и температуры изделия при трении все указанные блоки генерации, приема и обработки сигналов могут быть выполнены на едином кристалле или в интегральном исполнении.
По сравнению с устройством по прототипу, использование, как минимум, двух последовательно расположенных внутриволоконных оптических датчиков величины износа и температуры изделия при трении 81 и 82 позволяет увеличить диапазон непрерывного измерения величины износа изделия 7 (кратно числу сформированных внутриволоконных оптических датчиков величины износа и температуры изделия при трении 81 и 82), по сравнению с единичной ВБР, имеющей длину 5-30 мм.
Все это позволяет говорить о достижении решения поставленной технической задачи (технического результата) - существенном увеличении диапазона непрерывного измерения величины износа изделия 7 без существенного усложнения конструкции устройства.

Claims (3)

1. Устройство для измерения величины износа и температуры изделия при трении, содержащее последовательно соединенные широкополосный источник непрерывного лазерного излучения, циркулятор, и, как минимум, один измерительный волоконно-оптический световод, второй конец которого предназначен для размещения в изделии на глубине равной или меньшей расстояния до трущейся поверхности и в котором сформирован внутриволоконный оптический датчик величины износа и температуры изделия при трении на основе брэгговской решетки, а также последовательно соединенные, как минимум, один передающий волоконно-оптический световод, детектор и контроллер определения величины износа и температуры изделия при трении, причем первый конец передающего волоконно-оптического световода соединен со вторым выходом циркулятора, отличающееся тем, что на конце отрезка измерительного волоконно-оптического световода, предназначенного для размещения в изделии, последовательно первому внутриволоконному оптическому датчику величины износа и температуры изделия при трении на основе брэгговской решетки сформирован дополнительно еще, как минимум, один внутриволоконный оптический датчик величины износа и температуры изделия при трении на основе брэгговской решетки с участком измерительного волоконно-оптического световода между ними, не занятым брэгговской решеткой, равным по длине, как минимум, одному ее периоду, причем как минимум, два последовательно расположенных внутриволоконных оптических датчика величины износа и температуры изделия при трении, выполненные на основе брэгговских решеток, настроены на одну рабочую длину волны.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, как минимум, два последовательно расположенных внутриволоконных оптических датчика величины износа и температуры изделия при трении, выполненные на основе брэгговских решеток, имеют фазовый π-сдвиг.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, как минимум, два последовательно расположенных внутриволоконных оптических датчика величины износа и температуры изделия при трении, выполненные на основе брэгговских решеток, имеют участок измерительного волоконно-оптического световода между ними, не занятый брэгговскими решетками по длине, на порядок больше их периода, таким образом они образуют интерферометр Фабри-Перо, построенный с использованием брэгговских решеток.
Figure 00000001
RU2016124795/28U 2016-06-21 2016-06-21 Устройство для измерения величины износа и температуры изделия при трении RU166821U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016124795/28U RU166821U1 (ru) 2016-06-21 2016-06-21 Устройство для измерения величины износа и температуры изделия при трении

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016124795/28U RU166821U1 (ru) 2016-06-21 2016-06-21 Устройство для измерения величины износа и температуры изделия при трении

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU166821U1 true RU166821U1 (ru) 2016-12-10

Family

ID=57793279

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016124795/28U RU166821U1 (ru) 2016-06-21 2016-06-21 Устройство для измерения величины износа и температуры изделия при трении

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU166821U1 (ru)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9810556B2 (en) Apparatus for measuring optical signals from multiple optical fiber sensors
US11353367B2 (en) Fibre optic temperature measurement
Gholamzadeh et al. Fiber optic sensors
US20030142319A1 (en) Fiber optic sensor systems
Amorebieta et al. Packaged multi-core fiber interferometer for high-temperature sensing
CN110440838B (zh) 一种基于多芯光纤的多参量光纤传感仪器和传感方法
Zhou et al. Simultaneous strain and temperature measurement with fiber Bragg grating and multimode fibers using an intensity-based interrogation method
CN210089716U (zh) 一种基于多芯光纤传感的多参量同步传感采集仪
US20140341501A1 (en) Time delay compensation for optical waveguides using a bidirectional wavelength scan
US11391645B2 (en) Birefringent multi-peak optical reference element and birefringent sensor system
RU170835U1 (ru) Устройство для измерения величины износа и температуры изделия при трении
RU2557577C1 (ru) Устройство для измерения величины износа и температуры изделия при трении
RU2631082C1 (ru) Устройство для измерения величины износа и температуры изделия при трении (варианты)
KR101113778B1 (ko) 브래그 격자 및 패브리 패로 간섭을 이용한 광섬유 센서 탐촉자, 광섬유 센서 시스템 및 그 시스템의 센싱방법
RU166821U1 (ru) Устройство для измерения величины износа и температуры изделия при трении
CN110440837B (zh) 一种多参量光纤同步传感采集仪和传感采集方法
RU150177U1 (ru) Устройство для измерения величины износа и температуры изделия при трении
Morozov et al. Smart Photonic Carbon Brush: FBG Length as Sensing Parameter
RU2413259C1 (ru) Способ регистрации сигналов измерительных преобразователей на основе брэгговских решеток, записанных в едином волоконном световоде
RU2491523C1 (ru) Волоконно-оптический термометр
Kuznetsov et al. FBG based brush length sensors for onboard measurement systems
Kaplan et al. Simultanous measurement of temperature and strain based on HiBi FBG using OFDR
Guan et al. Low-coherence interrogation scheme for multiplexed sensors based on long-period-grating Mach-Zehnder interferometers
CN111537010A (zh) 基于otdr的f-p干涉型传感头多点测量方法及装置
Smith et al. Simultaneous strain and temperature measurement using a Brillouin-scattering-based distributed sensor