【摘 要】
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近年来,随着生产安全问题越来越受到人们的关注,离心式旋转叶轮机械工作时,由于流体作用在叶轮上的压力分布不对称产生逐渐增大或瞬时增大的轴向力,长期工作下去这个轴向力容
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近年来,随着生产安全问题越来越受到人们的关注,离心式旋转叶轮机械工作时,由于流体作用在叶轮上的压力分布不对称产生逐渐增大或瞬时增大的轴向力,长期工作下去这个轴向力容易引起机器的严重损坏而影响机械的正常工作,严重时还会危及操作人员的生命安全,从而旋转叶轮轴向力的检测也成为应用研究中的重要课题。光纤光栅传感器是一种无源传感器,具有本质防爆、抗腐蚀、抗电磁干扰、对电绝缘、无电传输；体积小、可靠性高,寿命长；能进行长期安全监测,根光纤中可写入多个光栅,易于实现分布式自动化在线监测；响应时间快、精度高、灵敏度高、分辨率高等许多优点。本课题结合FBG的优点,采用FBG检测系统来测量旋转叶轮轴向力,突破了传统的电测方法来测量轴向力的局限,解决了传统传感器测量时易受电磁干扰影响、易腐蚀、寿命不长等问题,针对以上研究目的,本论文所做的工作主要有以下几方面：(1)首先简要介绍了本课题的研究目的及意义、旋转叶轮轴向力检测的研究现状、及FBG传感技术的发展和应用情况；(2)接着选定电扇扇叶作为本课题的研究对象,并根据电扇的结构建立了旋转叶轮轴向力的FBG检测系统,然后针对搭建的检测系统设计了两套FBG测量方案,并对方案进行了理论研究及可行性分析；(3)根据测量方案设计相应的实验来进行测量方案可行性的验证,并介绍了用于本课题动态测量的信号处理方法,根据信号处理结果可以证明应用FBG传感器测量轴向力的方案是可行的,并且因其抗电磁干扰的优点,使其比传统电类传感器在某些场合下应用更加广泛；(4)新型测力环的提出与应用使得对于某些空间间隙较小、轴向力较小的旋转叶轮机械的轴向力检测得以实现。
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