CZ2022409A3 - Optovláknový vibrační snímač - Google Patents

Optovláknový vibrační snímač Download PDF

Info

Publication number
CZ2022409A3
CZ2022409A3 CZ2022-409A CZ2022409A CZ2022409A3 CZ 2022409 A3 CZ2022409 A3 CZ 2022409A3 CZ 2022409 A CZ2022409 A CZ 2022409A CZ 2022409 A3 CZ2022409 A3 CZ 2022409A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
optical fiber
vibration
vibrating element
vibration sensor
sensor
Prior art date
Application number
CZ2022-409A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ310097B6 (cs
Inventor
Marcel Fajkus
Fajkus Marcel Ing., Ph.D.
Michael Fridrich
Michael Ing. Fridrich
Michal Kostelanský
Michal Ing. Kostelanský
Emil Bednár
Emil Ing. Bednár
Original Assignee
Vysoká Škola Báňská-Technická Univerzita Ostrava
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 Vysoká Škola Báňská-Technická Univerzita Ostrava filed Critical Vysoká Škola Báňská-Technická Univerzita Ostrava
Priority to CZ2022-409A priority Critical patent/CZ310097B6/cs
Publication of CZ2022409A3 publication Critical patent/CZ2022409A3/cs
Publication of CZ310097B6 publication Critical patent/CZ310097B6/cs

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/093Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by photoelectric pick-up
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/18Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration in two or more dimensions

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Optovláknový vibrační snímač svou podstatou spadá do oblasti měření a zkoušení. Zejména pak k monitorování vibrací, a tedy i životnosti například řezných nástrojů. Jeho součástí je základna (9) a pouzdro, které je s touto základnou rozebíratelně spojeno. Na základně (9) se nachází nejméně jedna drážka pro nejméně jeden vibrační element (1) vyrobený 3D tiskem a nejméně jedna drážka pro umístění nejméně jednoho optického vlákna (7). Všechny hlavní části optovláknového vibračního snímače jsou vytvořeny prostřednictvím 3D tisku. Samotný snímač představuje stavebnici, kterou je možné konfigurovat na jednoosý snímač pro měření vertikální složky vibrací nebo na dvouosý snímač, kdy je možné měřit vertikální i horizontální složku vibrací.

Description

Optovlâknovÿ vibracni snimac
Oblast techniky
Vynâlez svou podstatou spadâ do oblasti mereni a zkouseni. Pfimo se tak tÿkâ mëfeni vibraci hydraulickÿch strojù s moznosti sledovâni ostfi a zâroven sledovâni zivotnosti feznÿch a lisovacich nâstrojù.
Dosavadni stay techniky
Ve vÿrobnich hydraulickÿch strojich jsou jejich stëzejnimi dily fezné nebo lisovaci nâstroje, jejichz zivotnost je v soucasnosti garantovâna poctem jimi vyrobenÿch kusù nebo provedenÿch cyklù fezù/lisù. Tento pocet je ovsem vseobecnë nadhodnocenÿ. S vyuzitim systémù pro monitorovâni stavu tëchto nâstrojù nebo kvality jimi vyrâbënÿch dilù je mozné zivotnost tëchto nâstrojù prodlouzit, coz vede k ùsporâm nâkladù pfi jejich opëtovném nâkupu.
Zivotnost tëchto nâstrojù je mozné prodlouzit nëkolika zpùsoby. Prvnim z nich je subjektivni pozorovâni vyrâbënÿch dilù obsluhou zafizeni, kterâ na zâkladë vÿsledné kvality vÿrobkù stanovi nutnost vÿmëny nâstroje. V pfipadë subjektivniho pozorovâni je tedy nutnâ pfitomnost pracovnika po celou dobu vÿroby, v pfipadë vice strojù, je nutné pro tento typ kontroly mit i vice pracovnikù. Velkou nevÿhodou subjektivni kontroly, kromë fmanëni nâroënosti, je i fakt, ze lidské oko nedokâze v rychlém procesu vÿroby kontrolovat detaily, nebo identifikovat vnitfni vady vÿrobku.
Variantnim fesenim pfedchozi metody je automatizovanâ kontrola vÿrobkù, kdy je ëlovëk nahrazen strojem (napf. strojové vidëni). V této oblasti je k dispozici mnozstvi rùznÿch feseni jako jsou kamerové nebo laserové inspekëni systémy apod. Tyto systémy maji dostateënou rychlost ph identifikaci problému v procesu vÿroby i dostateëné rozliseni. Nicménë tato zafizeni jsou z technického hlediska komplikovanâ a jejich velkou nevÿhodou je rovnëz jejich znaënâ fmanëni nâroënost. Tato fmanëni nâroënost je pak pfimo ùmëmâ poëtu nâstrojù, které maji prostfedky automatizované kontroly vyhodnocovat.
Na toto téma existuje fada ëlânkù mezi které patfi napfiklad: POCZESNY. Tomasz, Krzysztof PROKOPCZUK, Andrzej W. DOMANSKI, Francis BERGHMANS, Anna G. MIGNANI a Piet DE MOOR. Comparison of macrohend seismic optical fiber accelerometer and ferrule-top cantilever fiber sensor for vibration monitoring [online]. In: . 2012-4-23, 84392N- [cit. 2022-0922], Dostupné z: doi: 10.1117/12.928306, kdy se jednâ o snimaë, kterÿ vyuzivâ ohybovÿ ëlen kmitajici vlivem pùsobeni vnëjsi vibrace. Princip snimâni je zalozen na dvou svëtelnÿch vlnâch snimanÿch fotodetektorem. Geometrické vlastnosti ohybového ëlenu nijak neovlivnuji optické vlâkno, jelikoz optické vlâkno neni v pfimém kontaktu (fixovâno) na ohybovÿ ëlen. Toto zafizeni vyuzivâ pro svùj chod ùzkospektrâlni laserovou diodu. Samotnâ konstrukce umoznuje monitorovat vibrace pouze v jednom smëru. V pfipadë nutnosti monitorovat vibrace ve dvou smërech je nutné vyuzit dva tyto snimaëe.
Dalsim ëlânkem z této oblasti je LEE, Young-Sup, Sang-Kwon LEE a Kihong SHIN. Comparative analysis of two impact-sensitive sensors for improved estimation of time difference of arrivals. Journal of Mechanical Science and Technology [online]. 2012, 26(10), 3193-3200 [cit. 2022-0922], ISSN 1738-494X. Dostupné z: doi: 10.1007/sl2206-012-0828-2. V ëlânku je popsân snimaë, kterÿ umoznuje monitorovat vibrace pouze v pfiëném smëru, tedy nikoliv v horizontâlni nebo vertikâlni rovinë. Diky mëfeni vibraci pouze v pfiëném smëru nelze za pomoci dvou tëchto snimaëù monitorovat vibrace ve dvou osâch. Pro mëfeni ohybu ohybového elementu je pak vyuzit piezoelektrickÿ pfevodnik.
- 1 CZ 2022 - 409 A3
GUO, Tuan, Julian D. C. JONES, Liyang SHAO, Hoyin AU, Hwa-yaw TAM a Jacques ALBERT. Tilted fiber Bragg grating-based accelerometer [online]. In: . 2009-10-5, 750335- [cit. 2022-0922], Dostupné z: doi:10.1117/12.834936 v clânku je popsâno reseni vyuzivajici ohybovÿ ëlen s Braggovskou mfizkou. Tento ohybovÿ clen je vsak tvofen polymerovou trubici, ve které je umistëno optické vlâkno s Braggovskou mfizkou, coz snizuje moznost ovlivnovat citlivost tohoto typu snimaëe. Tento snimaë je navrzen pro mëfeni vibraci, nedokâze vsak odlisit jejich jednotlivé slozky (horizontâlni, vertikâlni, pfiënou). Zanzeni je konstruovâno pro speciâlni optické vlâkno v blizkosti tzv. „tilted FBG“, kdy jsou jednotlivé ëâsti vlâknamimë vyosené.
VALLAN, Alberto, Sabrina GRASSINI a Guido PERRONE. Surface Treatments to Enhance the Sensitivity of Plastic Optical Fiber Based Accelerometers. Key Engineering Materials [online]. 2013, 543, 297-301 [cit. 2022-09-22], ISSN 1662-9795. Dostupné z:
doi: 10.4028/www.scientific.net/KEM.543.297, v tomto pfipadë je vibraënim elementem tenkÿ ocelovÿ plâtek s pfipevnënÿm optickÿm vlâknem, které vsak neni vybaveno Braggovskou mfizkou a tedy i samotnâ citlivost tohoto zanzeni je velmi malâ.
KE, Tao, Tao ZHU, Yunjiang RAO a Ming DENG. Accelerometer based on all-fiber Fabry-Pérot interferometer formed by hollow-core photonic crystal fiber. Microwave and Optical Technology Letters [online], 2010, 52(11), 2531-2535 [cit. 2022-09-22], ISSN 08952477. Dostupné z: doi:10.1002/mop.25529. V tomto ëlânku je popsâno feseni s ohybovÿm ëlenem na kterém je umistëno speciâlni optické vlâkno s tzv. Fabry-Perotovou dutinou, jejiz deformace ovlivnuje intenzitu odrazeného svëtla na této dutinë. Souëâsti optického vlâkna neni Braggovskâ mfizka. Konstrukce takovéhoto snimaëe pak umoznuje mëfit vibrace pouze v jednom smëru a pro mëfeni ve dvou smërech je nutné vyuzit dva identické snimaëe. Pro mëfeni na tomto zanzeni je vyuzivân âzkospektrâlni laserovÿ zdroj svëtla.
VALLEE, Réal, Ziyi ZHANG, Pingyu ZHU, et al. The mass loading effect on lightweight cantilever mode frequency measurement by optical fiber sensor [online]. In:. 2008-6-18, 70991X[cit. 2022-09-22]. Dostupné z: doi: 10.1117/12.804703 je dalsim zajimavÿm ëlânkem z této oblasti. Popsané zanzeni vyuzivâ vibraëni ëlen, na kterém je do oblouku uchyceno optické vlâkno a je nutno zapojit oba konce optického vlâkna, tedy v tomto pfipadë je nutno vyuzit dva kabely. Délka optického vlâkna na ohybovém ëlenu pfedstavuje délku nëkolika metrù. K vyhodnocovâni mëfeni je nutno mit k dispozici tzv. polarizaëni dëlië - je nutno mëfit intenzitu svëtla prostfednictvim fotodetektoru v kazdé vëtvi optického vlâkna. Zanzeni je rovnëz nevhodné pro mëfeni ve dvou osâch, jelikoz i pro mëfeni vibrace pouze v jedné ose, jsou zapotfebi dva fotodetektory.
Z patentové literatury je pak znâmo feseni JPH 06201720 A „Opticalfiber accelerometer. kdy tëlo senzoru obsahuje 3 konzole, na kterÿch jsou osazena zrcadla. Zanzeni umoznuje snimat vibrace ve tfech osâch, nicménë toto zanzeni vyuzivâ pro kazdÿ snimaë tri rùzné zdroje zâfeni. Vzhledem ke konstrukci se svëtlo ve snimaëi sifi volnÿm prostorem, nikoliv v optickém vlâknu. Konzole se v tomto pfipadë neohÿbaji, ale kmitaji v rovinë, ëimz mëni vzdâlenost, kterou musi svëtlo urazit od zrcadla k zrcadlu, coz znamenâ, ze zde nedochâzi ke zmënâm geometrickÿch vlastnosti vibraëniho prvku. Zanzeni neni vybaveno Braggovskÿmi mfizkami.
Dalsim zajimavÿm fesenim z patentové literatury je US 2022074966A1 integrated fiber bragg grating accelerometer in a surgical instrument. souëâsti tohoto zanzeni je ohybovÿ ëlen s Braggovskou mfizkou, nicménë tento snimaë dokâze monitorovat pouze celkovou akceleraci, nikoliv akceleraci v jednotlivÿch osâch. Zanzeni je urëeno pro specializované chirurgické nâstroje, nikoliv pro strojirenskÿ prùmysl. Velmi zajimavÿm fesenim je zafizeni popsané ve spisu JP2005030796 A „Optical accelerometer, jehoz souëâsti je ohybovÿ ëlen s optickÿm vlâknem, ve kterém je integrovâna Braggovskâ mfizka. Tento snimaë monitoruje vibrace pouze v jednom smëru. Zanzeni je urëeno pouze ke snimâni ve vertikâlni poloze, a proto jej lze vyuzit k prùmyslovÿm aplikacim pouze v omezené mife.
-2CZ 2022 - 409 A3
Podstata vynâlezu
U feznÿch nebo hydraulickÿch strojû vznikaji v procesu vÿroby vibrace, které jsou zâvislé na mechanickém uspofâdâni stroje, na zpûsobu vÿroby (fezâni/lisovâm), na materiâlu, kterÿ je obrâben, ale také na stavu ostfi feznÿch/lisovacich nâstrojû. Se snizujici se ostrosti (kvalitou) nâstrojû dochâzi k zesilovâni ùrovne techto vibraci, které se tak stâvaji indikâtorem stavu ostfi, a tedy faktorem urcujicim zbÿvajici zivotnost/zivotnosti nâstroje/nâstrojû.
Pro monitorovâni vibraci hydraulickÿch strojû, ve dvou navzajem kolmÿch osâch (vertikâlni osa a horizontâlni osa) slouzi nize popsanÿ optovlâknovÿ vibracni snimac. Samotnâ konstrukce zâkladniho jednoosého snimace je tvofena kulatou zâkladnou s drâzkou/drâzkami, vibracnim elementem a ochrannÿm pouzdrem.
Zâkladna slouzi k upevneni snimace na stroj. Do této zâkladny je rozebiratelnÿm zpûsobem fixovân nejméne jeden vibracni element, tvofenÿ tenkÿm plâtkem, kterÿ se kmitave ohÿbâ vlivem pûsobiciho zrychleni generovaného vibracemi stroje. Posledni casti zafizeni je ochranné pouzdro, jehoz ùkolem je ochrana zafizeni pfed mechanickÿm poskozenim, ale také vnikem nezadoucich prachovÿch casti.
Stezejni casti zafizeni je tedy vibracni element, na kterÿ je fixovano optické vlâkno s Braggovskou mfizkou. Pfi pûsobeni vibraci na snimac je vibracni element rozkmitan. Rozkmitanim vibracniho elementu dochazi ke zmene geometrickÿch rozmerû jak samotného vibracniho elementu, tak optického vlakna s Braggovskou mfizkou. Jinÿmi slovy feceno, kmitani vibracniho elementu pfedstavuje zkracovani jedné jeho strany a prodluzovâni strany druhé, které se v case stfidâ. Zmenou délek vibracniho elementu tedy dochazi také ke zmene geometrickÿch vlastnosti Braggovské mfizky a tim i ke zmene spektrâlni polohy odrazeného svetla (modulaci svetla), které prochâzi vlaknem a odrazi se na Braggovské mfizce. Vyhodnocenim spektrâlnich zmen svetla je pak mozné urcit velikost vibraci nebo jejich frekvencni slozeni.
V idealnim stavu je vsak vhodné mefit oba druhy vibraci - vertikalni i horizontâlni. Ziskanim informaci o stavu vibraci v obou osach je mozné dosahnout lepsich odhadû o stavu ostfi nastrojû. V tomto pfipade vibracni snimac obsahuje dva vibracni elementy, které jsou vûci sobe pootoceny o 90°. Na kazdém vibracnim elementu je jedno vlakno s jednou s Braggovskou mfizkou nebo se dvema Braggovskÿmi mfizkami.
V pfipade, ze vibracni element/elementy je/jsou vybaven/vybaveny dvema Braggovskÿmi mfizkami, pak umoznuje provést konverzi zmeny spektralni polohy na jinÿ parametr svetla, nejlépe optickÿ vÿkon, a proto optické vlakno obsahuje na kazdém vibracnim elementu dve Braggovské mfizky, jejichz odrazna spektra se castecne pfekrÿvaji. Diky tomuto uspofâdani je mozné vyhodnocovat vibrace pomoci snimâni vÿkonu odrazeného svetla meficem optického vÿkonu fotodetektorem.
Citlivost vibracniho elementu na mefené vibrace lze nastavovat prostfednictvim volby tlousfky ohybové câsti vibracniho elementu. Cim vetsi je tlousfka ohybové câsti, tim je citlivost na pûsobici vibrace mensi. Dâle je mozné citlivost zafizeni fidit volbou vÿplne prostfednictvim 3D tisku vibracni element tak mûze bÿt celistvÿ nebo s dutinkami. Pfipadne je mozné na horni câst vibracniho elementu/elementû nasadit zâvazi.
Mezi vÿhody zafizeni patfi jeho imunita vûci elektromagnetickému ruseni, které v mistech s hydraulickÿmi stroji a napâjecimi transformâtory jsou. Neni tedy nutné fesit komplikované odstineni pfivodnich kabelâzi nebo elektronickÿch ochran v elektronické jednotce. Dâle elektrickâ pasivita - vibracni snimace v mistech mefeni nevyzaduji elektrické napâjeni, cimz se snizuji nâroky na pfivodni kabelâz. Zafizeni je vÿhodné i z hlediska mefeni vertikâlni a horizontâlni slozky vibraci pomoci jediného snimace. Nespornou vÿhodou je modulârnost a jednoduchost zafizeni. Dâle je mozné snadno rozsifit mefici mista o dalsi vibracni snimace a tedy tak vytvofit mefici
- 3 CZ 2022 - 409 A3 systém, kterÿ je financnë nenârocnÿ. Modulârnost zarizeni rovnëz umoznuje zvolit vÿkonové nebo spektrâlni vyhodnoceni a také moznost vyuzit vibracni snimac jako jednoosÿ nebo dvouosÿ. Zarizeni rovnez pfinâsi nizsi pofizovaci nâklady na monitorovaci systém, a to diky tomu, ze s jedinou vyhodnocovaci jednotkou je mozné monitorovat vice strojû soucasnë. Napriklad, oproti kamerovému systému, kdy je nutné implementovat ke kazdému stroji jednu kameru, jejichz pofizovaci naklady jsou nesrovnatelnë vyssi.
Objasnëni vÿkresû
Obr. 1 pfedstavuje uspofâdâni zâkladny jednoosého vibraëniho snimaëe
Obr. 2 pfedstavuje uspofâdani zâkladny dvouosého vibracniho snimace pro implementaci dvou vibracnich elementû pootocenÿch o 90°
Obr. 3 Vibracni element s mëfici Braggovskou mfizkou - pro vyhodnoceni spektrâlnim analyzâtorem
Obr. 4 Vibracni element s dvojici Braggovskÿch mfizek - pro vyhodnoceni mëficem optického vÿkonu
Obr. 5 Rûzné tlousfky ohybové câsti vibracniho elementu
Obr. 6 Schéma vibracniho elementu se dvëma Braggovskÿmi mfizkami a pfivodnim optickÿm vlâknem, zakoncenÿ konektorem
Obr. 7 Prûbëh celkového mëfeni vibracniho jednoosého snimace dle pfikladu uskutecnëni 5
Obr. 8 Prûbëh mëfeni z jednoosého vibracniho snimace dle pfikladu uskutecnëni 5- detail s 9ti fezy.
Pfiklady uskutecnëni vynâlezu
Pfiklad 1
Optovlâknovÿ vibracni snimac, kterÿ je v tomto pfipadë jednoosÿ a spektrâlni, mâ v tomto pfipadë kruhovou zâkladnu 9 mimo jejiz stfed se nachâzi drâzka A pro umistëni vibracniho elementu 1, pficemz s touto drâzkou A 10 tvofi dvojici drâzka A1 12 pro optické vlâkno 7. Tato drâzka A1 12 pro optické vlâkno 7 je od kraje zâkladny 9 az po drâzku A 10.
Zâkladnim tvarem vibracniho elementu 1 je obdélnik jehoz stfedem je vedeno optické vlâkno 7 s Braggovskou mfizkou, které pfesahuje dolni câst vibracniho elementu 1, pficemz tato pfesahujici, volnâ câst optického vlâkna 7 je zakoncena konektorem 8. Vibracni element 1 je rozdëlen do tfi câsti - jednâ se o ohybovou câst 4 vibracniho elementu 1 pro umistëni mëfici Braggovské mfizky 6, doraz 3 vibracniho elementu 1 a fixacni câst 2 vibracniho elementu 1. Fixacni câst 2 je v tomto pfipadë urcena pro zasunuti do drâzky A 10. Soucâsti vibracniho snimace je i kryt, kterÿ je rozebiratelnë spojen se zâkladnou 9. Optické vlâkno 7 je fixovâno na ohybové câsti 4 vibracniho elementu 1. Vibracni element 1 je tvofen prostfednictvim 3D tisku.
Pfiklad 2
Pfiklad 2 se od pfikladu 1 odlisuje tim, ze snimac je vybaven dvëma vibracnimi elementy 1, které j sou umistëny v drâzce A 10 a drâzce B 11, pficemz tyto drâzky A, B 10, 11 j sou vûci sobë umistëny tak, aby sviraly ùhel 90°. Tento ùhel svirâ i drâzka A1 12 s drâzkou B1 13 pro optické vlâkno 7,
- 4 CZ 2022 - 409 A3 pricemz drâzka B1 13 ùsti do drâzky A1 12. V tomto pripade zarizeni pfedstavuje optovlâknovÿ dvouosÿ spektrâlni vibracni snimac.
Pfiklad 3
Pfiklad 3 se od pfedchozich pfikladù odlisuje tim, ze vibracni element 1 neni celistvÿ, ale je vytvofen technologii 3D tisku s dutinkami fidicimi jeho citlivost.
Pfiklad 4
Pfiklad 4 se od pfedchozich pfikladù odlisuje tim, ze pro mefeni jsou vyuzity dva snimace a tvofi tak monitorovaci sif, tedy je mozné mefit na vice mistech monitorované oblasti.
Pfiklad 5
Pfiklad 5 se od pfikladu 1 odlisuje tim, ze na vibracnim elementu 1 jsou v tomto pfipade v optickém vlaknu 7 umisteny dve Braggovské mfizky. V tomto provedeni, je na zesileném dorazu 3 vibracniho elementu 1 umistena referencni Braggovska mfizka 5 a na ohybové câsti 4 vibracniho elementu 1 je umistena mefici Braggovskâ mfizka 6. Optické vlâkno 7 je v tomto pfipade fixovâno na ohybové câsti 4 vibracniho elementu 1 a na dorazu 3. Zafizeni, tedy snimac, v tomto pfipade pfedstavuje optovlâknovÿ jednoosÿ vibracni snimac pro mefeni vibraci prostfednictvim optického vÿkonu.
Pfi praktické aplikaci optovlâknového jednoosého vibracniho snimace byl sledovân hydraulickÿ stroj, kterÿ pomoci fezného nâstroje cyklicky fezal ocelovou pâsovinu pro nâslednou vÿrobu dilù kolejnic pouzivanÿch pod automobilovÿmi sedackami. Jednoosÿ optovlâknovÿ vibracni snimac byl implementovân tak, aby monitoroval vertikâlni vibrace stroje. Mefeni probihalo po dobu 1 000 min, pfi kterÿch doslo k 2 125 fezù ocelového pâsu, viz obr. 7. Na obr. 8 je zobrazen detail prùbehu pouze s deviti fezy tohoto vÿse zmineného hydraulického stroje.
Pfiklad 6
Pfiklad 6 se od pfikladu 2 odlisuje tim, ze pfedstavuje kombinaci pfikladu 2 a 5 - tedy jednâ se o snimac s drâzkou A 10 a drâzkou B 11, které jsou obe urceny pro umisteni vibracnich elementù 1 a dâle s drâzkou A1 12 pro optické vlâkno 7 a s drâzkou B1 13 pro optické vlâkno 7, pficemz kazdÿ z vibracnich elementù 1 disponuje dvema Braggovskÿmi mfizkami - mefici Braggovskou mfizkou 6 a referencni Braggovskou mfizkou 5. V tomto pfipade pfedstavuje zafizeni optovlâknovÿ dvouosÿ vibracni snimac pro mefeni vibraci prostfednictvim optického vÿkonu.
Pfiklad 7
Pfiklad 7 se od pfedchozich pfikladù 5 a 6 odlisuje tim, ze pro mefeni jsou vyuzity dva snimace pro mefeni vibraci prostfednictvim optického vÿkonu a tvofi tak monitorovaci sif, tedy je mozné mefit vibrace na dvou mistech zafizeni.
Prùmyslovâ vyuzitelnost
Optovlâknovÿ vibracni snimac lze vyuzit v aplikacich, kde je nutné mefit smerové vibrace nebo akceleraci, a to az ve dvou navzâjem kolmÿch osâch. Mezi tyto praktické aplikace patfi mefeni vibraci strojù (hydraulické stroje, turbiny, cerpadla, apod.), dâle mefeni vibraci ocelovÿch a stavebnich konstrukci (stozâry, jefâby, mosty, kominy, apod.) a je mozné jej uzit napfiklad i pro mefeni vibraci kolejnic.

Claims (5)

1. Optovlaknovÿ vibracni snimac, jehoz soucasti je optické vlakno (7) a nejméne jedna Braggovska mrizka, vyznacujici se tim, ze jde o stavebnicovÿ systém, jehoz soucasti je zakladna (9) a pouzdro, které je s touto zakladnou (9) rozebiratelne spojeno, pricemz na zakladne (9) se nachazi nejméne jedna drazka pro nejméne jeden vibracni element (1) a nejméne jedna drazka pro umisteni nejméne jednoho optického vlakna (7).
2. Optovlaknovÿ vibracni snimac podle naroku 1, vyznacujici se tim, ze vibracni element (1) ma tvar obdélniku a sklâdâ se ze tri casti z horni ohybové casti (4), dorazu (3) a dolni fixacni casti (2), pricemz v jeho stredu je upevneno optické vlakno (7) s nejméne jednou Braggovskou mrizkou a volna cast optického vlakna (7) presahujici fixacni cast (2) vibracniho elementu (1) je zakoncena konektorem (8).
3. Optovlaknovÿ vibracni snimac podle naroku 2, vyznacujici se tim, ze vibracni element (1) je vytvoren jako celistvÿ nebo s dutinkami prostrednictvim 3D tisku.
4. Optovlaknovÿ vibracni snimac podle naroku 2, vyznacujici se tim, ze doraz (3) je urcen pro umisteni referencni Braggovské mrizky (5), na horni ohybové casti (4) je umistena merici Braggovska mrizka (6).
5. Optovlaknovÿ vibracni snimac podle naroku 1, vyznacujici se tim, ze na zakladne (9) se nachazi drazka A (10) pro vibracni element (1) pro mereni vertikalni slozky vibraci a drazka B (11) pro vibracni element (1) pro mereni horizontalni slozky vibraci, které jsou vûci sobe pootoceny o 90°, pricemz k drazce A (10) vede drazka A1 (12) pro optické vlakno (7), ktera vede az ke kraji zakladny (9) a krizi se v ùhlu 90° s drazkou B1 (13) pro optické vlakno (7), ktera vede k drazce B (11).
CZ2022-409A 2022-09-29 2022-09-29 Optovláknový vibrační snímač CZ310097B6 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2022-409A CZ310097B6 (cs) 2022-09-29 2022-09-29 Optovláknový vibrační snímač

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2022-409A CZ310097B6 (cs) 2022-09-29 2022-09-29 Optovláknový vibrační snímač

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2022409A3 true CZ2022409A3 (cs) 2024-04-10
CZ310097B6 CZ310097B6 (cs) 2024-08-07

Family

ID=90572246

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2022-409A CZ310097B6 (cs) 2022-09-29 2022-09-29 Optovláknový vibrační snímač

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ310097B6 (cs)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6175108B1 (en) * 1998-01-30 2001-01-16 Cidra Corporation Accelerometer featuring fiber optic bragg grating sensor for providing multiplexed multi-axis acceleration sensing
US7864329B2 (en) * 2004-12-21 2011-01-04 Halliburton Energy Services, Inc. Fiber optic sensor system having circulators, Bragg gratings and couplers
CN102621403B (zh) * 2012-04-24 2014-04-02 上海大学 一种光纤工频电场传感器
CN105806468A (zh) * 2016-05-06 2016-07-27 华中科技大学 一种光纤光栅振动传感器及其检测装置
RU2716867C1 (ru) * 2019-09-02 2020-03-17 Федеральное государственное унитарное предприятие «Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем» ("ФГУП ГосНИИАС") Система измерения трёхмерного линейного и углового ускорения и перемещения объекта в пространстве с использованием волоконных брэгговских решеток
CN112379127B (zh) * 2020-11-02 2022-11-25 武汉理工大学 一种组合式可变灵敏度的多维fbg加速度传感器

Also Published As

Publication number Publication date
CZ310097B6 (cs) 2024-08-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Rapp et al. Displacement field estimation for a two-dimensional structure using fiber Bragg grating sensors
EP0415579A1 (en) Touch probe
US4900918A (en) Resonant fiber optic accelerometer with noise reduction using a closed loop feedback to vary pathlength
CN101087989A (zh) 可嵌入的偏振光纤传感器及监测结构的方法
EP0456681B1 (en) Optical displacement sensor
EP1839808A1 (en) Method for determining and compensating deformation in complex structures of numerically controlled machine tools and composite optic sensor system
Sienkiewicz et al. A simple fiber-optic sensor for use over a large displacement range
CZ36640U1 (cs) Optovláknový vibrační snímač
CZ310097B6 (cs) Optovláknový vibrační snímač
RU2716867C1 (ru) Система измерения трёхмерного линейного и углового ускорения и перемещения объекта в пространстве с использованием волоконных брэгговских решеток
RU2749641C1 (ru) Универсальный инерциальный волоконно-оптический акселерометр
RU2454645C1 (ru) Устройство для измерения виброускорений
Kim et al. In-situ monitoring of Sungsan Bridge in Han River with an optical fiber sensor system
US20080062433A1 (en) Precise rotational motion sensor
Claus et al. Distributed strain measurement in a rectangular plate using an array of optical fiber sensors
Nellen et al. Applications of distributed fiber Bragg grating sensors in civil engineering
RU19322U1 (ru) Волоконно-оптический преобразователь
Gnewuch et al. Long range extensometer for civil structure monitoring using fibre Bragg gratings
Burnett et al. Optical Fibre‐based Vectoral Shape Sensor
Shukla et al. Performance of fiber optic sensors in fracture mechanics applications
EP0266539B1 (en) Surface interferometer
Whelan Damage detection in vibrating composite panels using embedded fibre optic sensors and pulsed-DPSI
Dube et al. Laboratory feasibility study of a composite embedded fiber optic sensor for measurement of structural vibrations
Pillai et al. Optical fibre based angle measurement for robotic joints
Avilés-López et al. Development of membranes for use as the seismic mass in a fiber optic-accelerometer