《基於光纖光柵感測的磁力軸承磁場分散式線上監測》是依託武漢理工大學，由丁國平擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於光纖光柵感測的磁力軸承磁場分散式線上監測
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：丁國平
- 依託單位：武漢理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
磁力軸承利用電磁力將被支承件穩定懸浮在空間，消除了支承件與被支承件之間的機械接觸。磁場是磁力軸承實現磁懸浮的物理介質，其分布規律和特徵從本質上決定了磁力軸承的整體性能，然而由於常規磁場感測技術的局限性，以往的研究僅對磁力軸承磁場進行了理論分析和單點靜態測量，難以獲得磁場全面真實的分布和變化規律，導致磁力軸承的機械結構和控制系統設計存在模型失真甚至失效問題，制約了磁力軸承整體性能的進一步提高。本項目提出將基於磁光效應的光纖光柵感測技術套用於磁力軸承磁場測量，針對磁力軸承磁場空間和時變非線性特徵，建立磁場三維動態模型，針對磁力軸承磁場測量要求建立光柵感測機制，設計磁場光柵感測器，提出感測布點最佳化策略，開發針對磁光效應解調的感測復用技術，構建磁力軸承磁場分散式感測網路，開發線上測量數據與理論模型的信息融合技術，提出多點線上測量數據的擬合算法，突破磁力軸承磁場分散式線上測量問題。
結題摘要
磁力軸承利用電磁力將被支承件穩定懸浮在空間，消除了支承件與被支承件之間的機械接觸。磁場是磁力軸承實現磁懸浮的物理介質，其分布規律和特徵從本質上決定了磁力軸承的整體性能。本項目針對磁力軸承典型工作狀態，包括啟動、穩定懸浮、勻速/加速/減速旋轉、失穩等，提取磁場的空間和時變特徵，建立磁力軸承在典型工況下的磁場空間和動態分布模型並求解；建立了基於光纖光柵的磁力軸承磁場感測機制，設計了薄片型超磁致伸縮-光纖光柵磁場感測器並進行了性能參數測試和標定；構建了磁力軸承磁場測量平台，在靜態、旋轉和動態三種典型工況下實現了氣隙磁通密度的線上測量，結果表明：靜態磁場測量中，兩個感測器的測量範圍為0.235T-0.403T，靈敏度分別為1144.512pm/T和 951.162pm/T，滿足磁力軸承磁場測量要求；基於從靜態磁場測量獲取的感測器性能參數，旋轉磁場和動態磁場測量值與理論分析基本一致，其誤差分別不超過15%和6%，表明基於光纖光柵的薄片型超磁致伸縮磁場感測器可穩定用於磁力軸承磁場的線上多點測量，且具有一定的測量準確度，突破了磁力軸承分散式線上測量問題。
