基于光纤技术的叶端定时传感器

叶端定时测量是一种新型的在线实时测量叶片振动的有效方法 ,激光光纤叶端定时传感器是整个测试系统设计的关键 .该文研究了叶端定时测量方法 ,并对应用于高速旋转汽轮机叶片振动在线实时监测的光纤叶端定时传感器进行了设计研究和试验 ,研究了一个具有高分辨、大频宽和高信噪比的激光光纤传感器的设计方案 。

叶端定时传感器脉冲信号高速采集系统

在非接触式高速旋转叶片振动实时监测系统中 ,要求 2 5 μm的振动位移测量分辨率 ,为采集电路的设计增加了很大的难度。由于信号处理系统采用固定频率脉冲填充法计数 ,实现定时时间的测量。因此采集系统的设计中要解决两个关键问题 ,一是计数频率达 10 0MHz的 2 4bit高速计数器的设计 ,二是要专门设计一种两次脉冲锁存的方法 ,对每个计数器的输出数据在 30ns时间间隔内锁存两次 ,完全解决了由于计数频率太高造成的数据锁存失误问题。锁存的数据由EPP接口采集到计算机中进行处理。实验证实了该系统性能良好 ,达到预定精度要求。

叶端定时传感器脉冲信号高速采集系统的FPGA实现

在非接触式高速旋转叶片自动实时监测系统中,要求25μm的振动位移测量分辨率,为采集电路的设计增加了很大的难度。由于信号处理系统用固定频率脉冲填充法计数,实现定时时间的测量。因此采集系统的设计关键问题是:计数器频率达100MHz的24bit高速计数器的设计和利用D触发器使锁存脉冲与100MHz的计数时钟同步,从而解决由于计数脉冲与锁存脉冲不同步所造成的数据锁存失误问题。锁存器的数据由EPP接口采集到计算机中进行处理。实验证实了该系统性能良好,达到预定精度要求。

叶端定时光纤传感器特性研究

为了探讨叶端定时光纤传感器的设计方法和设计依据，在实验测量的基础上建立了一个在高斯光束几何反射模型下的一维数值计算方法，可以在计算机上对叶端定时光纤传感器的特性进行计算分析，为叶端定时光纤传感器的优化设计提供了一个必要工具。对62．5／125多模光纤构成的19芯和37芯叶端定时光纤传感器的计算分析结果表明，传感器端面处的反射光斑半径在300μm附近时有最佳的信噪比和接收光强波形；由发射光纤直接出射光束的19芯或37芯叶端定时传感器在与叶端的间距为1～3mm范围内有较好性能；若用LD作为光源，37芯叶端定时传感器可以更好地的减少激光散斑的影响。