基于光纤光栅的冷凝器管道振动测量研究

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qinglong21
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光纤光栅传感器具有体积小、重量轻、耐腐蚀性好、抗电磁干扰能力强等优点,在船舶航运,土木工程,航空航天等领域得到了广泛的发展和应用。本文使用裸光纤光栅作为传感器,利用可调谐窄带激光器解调,针对冷凝器管道振动测量做了相关研究。  首先,针对在管道表面粘贴裸光纤光栅的问题进行了建模,分析了粘贴长度、粘贴宽度、粘贴厚度和胶体剪切模量对管道表面粘贴裸光纤光栅应变传递的影响。实验证明,粘贴厚度对应变传递影响较大,在管道表面粘贴裸光纤光栅时,在保证粘贴牢固的情况下应尽可能降低粘贴厚度。  其次,针对不同的实验需求开发了使用DWDM解调和使用可调谐窄带激光器解调的振动测量系统,两种系统均可以准确测量振动信号,与传统传感器测量的信号吻合。  随后,使用可调谐窄带激光器解调的光纤光栅传感器测量了等比例缩小的冷凝器实验件振动情况,测量传统传感器因体积限制很难测量到的冷凝器中心管道内侧的振动。在风机不同风速冲刷冷凝器管束的情况下,分析了管道振动频率和管道振动幅度与风速的关系。  最后使用可调谐窄带激光器解调的光纤光栅传感器测量真实冷凝器管道,测量了冷凝器某单管的振动信号,实验证明该管频率2000Hz以下的振动主要来自于管内冷凝水带来的离心泵脉动频率和乏汽带来的汽轮机转动的脉动频率。频率2000Hz以上振动主要来自于乏汽对管道的冲刷,随着汽轮机转速增大,管道振动频率减小,振动幅度增大。
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