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汽轮机、压气机、发电机和航空发动机等作为主要的旋转机械,它们在现代工业化稳步发展的进程中,扮演了重要的角色,是一些军事和民用部门的基础关键设备。其关键部件转子、叶片等经常运行在高速、重载、高温、高压工况和腐蚀性、电磁干扰等极端恶劣环境下,老化、失效和损伤日益严重,为此迫切需要有效的监测技术,以避免可能发生的灾难性事故。过去采用传统的电测传感技术很难或根本无法实参现多数、在线动态监测;传统的定期、离线检修,导致安全隐患多,停机时间长,无法防止运行过程中的突发性事故。本文研究的内容就是为克服传统的传感测试技术的不足,实现旋转轴的非接触式振动的实时检测,提出一种基于光纤光栅传感的非接触式振动传感器实现对旋转轴振动的实时检测方法。本论文结合了弹性力学,磁学,光纤光栅传感技术以及机械设计等多学科的知识,设计非接触式FBG振动传感器,主要的工作包括以下几个方面:1.首先阐述了本文的研究目的意义,以及分析了旋转轴振动测量技术的研究现状和基于光纤光栅传感技术设计的振动传感器的研究现状;2.结合弹性力学,磁学以及光纤光栅传感原理,通过理论推导,建立传感器物理等效模型;分析非接触式FBG振动传感器的性能,并对非接触式FBG振动传感器的动态性能进行仿真分析,充分论证方案的可行性,完成该传感器的结构设计;3.建立非接触式FBG振动传感器的静态动态特性研究实验系统,并利用LabVIEW和MATLAB软件设计上位机处理程序,便利的处理实验中的大量数据,完成传感器的静态特性和动态特性研究,分析其传感特性,实验结果如下所示:其量程为2-2.4mm,灵敏度-1.694pm/um,线性度2.92%,线性拟合相关系数0.9981,直线拟合方程为:Δλ=-1694×d+4250,重复性误差为1.25%,迟滞误差3.05%,传感器频带:0-1300HZ;谐振频率约:1500HZ;4.基于武汉理工大学大型旋转机械测试实验平台,搭建基于电涡流位移传感器和非接触式FBG振动传感器的旋转轴振动检测系统,设计电涡流位移振动传感器的上位机采集系统;将两套传感系统采集的振动信号从时域和频域上进行对比分析。主要包括以下几个方面:1.振动位移的对比;2.旋转轴的临界转速提取;3.两类传感器的振动信号频率成分分析;4.两类传感器的振动信号的转速提取对比分析;通过以上的对比分析论证了非接触式FBG振动传感器实现旋转轴振动检测的可行性,实现了旋转轴振动的非接触式FBG测量。