基于光纤光栅的管路系统振动分布式原位测试方法与流程

本发明涉及光纤光栅测量技术领域，属于液压管路系统多物理场测试技术领域，具体涉及基于光纤光栅的管路系统振动分布式原位测试方法。

背景技术：

光纤光栅传感器在结构测试领域中的应用越来越多，民用工程中的结构监测是光纤光栅传感器应用最活跃的领域。光纤光栅传感器既可以粘贴在现存结构的表面，也可以埋入结构中，对结构进行实时测量，监视结构缺陷的形成和生长。另外，多个光纤光栅传感器可以串接成一个网络对结构进行分布式检测,传感信号可以传输很长距离送到中心监控室进行监测。

液压管路系统是车辆、船舶以及工程机械等领域中典型的动力支持系统，它的工作品质和可靠性对整个工程结构系统的安全运行起着至关重要的作用。液圧管路系统中存在液体压力脉动、管壁振动以及两种振动的相互耦合。振动在传递的过程中，会向周围环境辐射空气噪声，同时也会加强管路内部的流体噪声，当振动的频率与管路系统固有频率相重合时，就会发生共振现象，危害较大。

因此，研究液压管路系统振动测试技术具有重要的意义。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种液压管路系统振动原位测试技术与装置，具有测点分区域分布(卡箍区域、弯管区域、管接头区域等)、多物理量(应变、温度)同步测试、抗干扰能力强、稳定性好、能够有效模拟液压管路所受的环境激励等优点。

本发明的技术方案：

基于光纤光栅的管路系统振动分布式原位测试方法，该方法采用的测试装置包括液压站1、被测液压管路2、光纤光栅传感器3、电磁振动台4、信号采集控制器5和工控机6；

所述的液压站1为被测液压管路2提供不同压力的液压油，用于模拟被测液压管路2所受到的脉动激励，液压站1输出的液压油经过被测液压油管路2后，再通过回油管回流至液压站1；

所述的被测液压管路2两端通过管接头分别与液压站1的出油管和回油管连接，被测液压管路2通过卡箍固定在安装壁板上，安装壁板固定在电磁振动台4的台面上，使被测液压管路2与电磁振动台4间接连接；

所述的光纤光栅传感器3用来监测被测液压管路2与卡箍的健康状态，光纤光栅传感器3与被测液压管路2表面相连接，使光纤光栅传感器3固定在被测液压管路2表面，对被测液压管路2进行分区域布置，光纤光栅传感器3分别布置于卡箍处、弯管和管接头，实现分布式测量；光纤末端与信号采集控制器5的光纤光栅解调模块相连接；

在测试过程中，所述的电磁振动台4用来提供被测液压管路2的基础激励环境，产生宽频域内随机振动激励环境；

所述的信号采集控制器5中的光纤光栅解调模块接收并分析由光纤光栅传感器传输回来的光波，得出被测液压管路2物理量的变化，信号采集控制器5通过采集数据线与工控机6相连接；

所述的工控机6用来对测试结果进行实时的最终显示与监测。

本发明产生的有益效果是：本发明通过光纤光栅传感器对液压管路的振动状态进行原位测试，可以有效地反映液压管路的振动状态，并且能够实现分布式测量，能够同时对多个位置点以及多个物理量进行实时测量。

附图说明

图1是本发明方法所用的测试装置示意图。

图2是光纤光栅传感器布置示意图。

图中：1液压站；2被测液压管路；3光纤光栅传感器；4电磁振动台；5信号采集控制器；6工控机；7第一管接头；8第一卡箍；9支撑处(第一弯管处)；10第二弯管处；11第二卡箍；12第二管接头。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

基于光纤光栅的管路系统振动分布式原位测试方法，该方法采用的测试装置包括液压站1、被测液压管路2、光纤光栅传感器3、电磁振动台4、信号采集控制器5和工控机6；

工作过程：整个测试装置由液压站1提供被测液压管路2系统所受的脉动激励，液压油通过被测液压管路2后经过回油管路回到液压站1，被测液压管路2通过管接头等与液压站1的外接管路相连接，被测试液压管路2通过卡箍和安装壁板固定在电磁振动台4的台面上，电磁振动台4提供被测液压管路2所受的外界随机激励，光纤光栅传感器3通过粘贴或者焊接方式固定在被测液压管路2的表面上，被测液压管路2发生振动或者管路温度发生变化时引起光纤光栅传感器3波长发生变化，光纤光栅中的反射光波经过信号采集控制器5中的光纤光栅解调仪解调后输入到工控机6中，测试光纤光栅传感器上可以设置多个不同光栅格，即在一根光纤上，可以设置多个，不同位置的光栅，形成多个光纤光栅传感器，实现液压管路的分布式测量与多物理量的测量。本专利仅示例性布置在管路表面几个光纤光栅传感器，不受光纤传感器数目和位置的限制。具体分区域测点布置如图2所示，光纤光栅传感器分布在被测液压管路2的第一管接头7、第二管接头12、第一卡箍8、第二卡箍11、第一弯管处9、第二弯管处10等位置区域。