校准光纤传感器的装置及相关联方法、传感器和轴承装置与流程

1.本发明涉及一种用于校准轴承装置中的传感器的装置和方法。2.更特别地，本发明涉及在轴承装置中实现的通常用于测量作用在轴承装置上的载荷的光纤传感器(fiberopticsensor)fos的校准。
背景技术：
：：3.fos传感器通常包括光纤布拉格光栅(fiberbragggratings)fbg以测量载荷。4.计算装置用于根据fbg测量结果(measurements)计算施加在轴承装置上的载荷。5.为了精确地计算载荷，计算装置使用校准数据表。6.由于各种制造变化，轴承装置具有唯一的特性。7.因此，计算装置将轴承装置中的fos与适配的校准表相关联。8.已知的是，手动配对轴承装置与适配的校准表。9.然而，将错误的校准表与轴承装置相关联导致不正确的载荷说明。10.因此，本发明旨在使在轴承装置中实现的fos与适配的校准表之间的匹配可靠。技术实现要素：11.根据一个方面，提出了一种用于校准轴承装置中的光纤传感器的方法。12.所述方法包括：[0013]-将所述光纤传感器的光纤联接到光学询问器(opticalinterrogator)，所述光纤包括被配置为识别所述光纤的折射光栅(refractiongratings)的集合(set)，[0014]-由所述光学询问器将光学信号发射到所述光纤中，[0015]-收集由所述光信号照射(illuminated)的每一个折射光栅的反射波长，[0016]-对收集的所述折射光栅的集合的反射波长进行处理以识别所述光纤，并且[0017]-将识别出的光纤与所述光纤传感器的校准数据表(calibrationdatatable)相关联。[0018]在识别出连接到所述光学询问器的所述光纤传感器之后，将适合所述光纤的校准数据与所述轴承装置相关联，使得不执行手动配对操作(manualpairingoperation)，从而避免所述光纤传感器和所述校准数据之间的不匹配。[0019]所述折射光栅的集合可以包括布拉格折射光栅的集合。[0020]优选地，发射光信号的步骤包括生成宽带光信号并用生成的宽带光信号照射所述折射光栅的集合。[0021]有利的是，对收集的所述反射波长进行处理的步骤包括对收集的所述反射波长进行解码(decoding)以确定指示所述光纤的身份(/标识)(identity)的光纤数字数据。[0022]优选地，所述相关联步骤包括：[0023]-将所述光纤数字数据与多个参考数字数据进行比较，每一个参考数字数据与唯一的校准数据相关联，以及[0024]-选择与匹配于所述光纤数字数据的参考数字数据相关联的校准数据以校准光纤传感器。[0025]根据另一方面，提出了一种用于校准轴承装置中的光纤传感器的装置。[0026]所述装置包括光纤，所述光纤包括被配置为识别所述光纤的折射光栅的集合，所述装置包括：[0027]-光学询问器，被配置为在所述光纤中发射光学信号，[0028]-收集装置，用于收集由所述光信号照射的每一个折射光栅的反射波长，[0029]-第一处理装置，用于对收集的所述折射光栅的集合的反射波长进行处理以识别所述光纤，以及[0030]-第二处理装置，用于将识别出的光纤与所述光纤传感器的校准数据表相关联。[0031]有利的是，第一处理装置被配置为确定指示所述光纤的身份(identity)的光纤数字数据。[0032]优选地，第二处理装置被配置为：[0033]-将所述光纤数字数据与多个参考数字数据进行比较，每一个参考数字数据与唯一的校准数据相关联，以及[0034]-选择与匹配于所述光纤数字数据的参考数字数据相关联的校准数据以校准所述光纤传感器。[0035]有利的是，所述装置还包括数据库，所述数据库包括多个校准数据，每一个校准数据与参考数字数据相关联。[0036]根据另一方面，提出了一种用于轴承装置的光纤传感器，包括光纤和如上所述的装置。[0037]所述光纤包括被配置为识别所述光纤的折射光栅的集合，并且所述光学询问器连接到所述光纤。[0038]根据另一方面，提出了一种轴承装置，所述轴承装置包括如上所述的光纤传感器，所述光纤传感器联接到所述轴承的圈中的一个圈。附图说明[0039]本发明的其他优点和特征将在审查实施方式的详细描述和附图时显现，实施方式的详细描述决不是限制性的，在附图中：[0040]图1示意性地示出根据本发明的轴承装置；[0041]图2示意性地示出根据本发明的光纤传感器的示例；以及[0042]图3示意性地示出根据本发明的用于校准光纤传感器的方法的示例。具体实施方式[0043]参照图1，图1示意性地表示包括光纤传感器(fiberopticsensor)fos的轴承装置1和用于校准光纤传感器的装置2。光纤传感器安装在轴承的圈中的一个圈上，这里是外圈。[0044]光纤传感器包括包含光缆的光纤(/光导纤维)(opticalfiber)3以及围绕轴承的两根光纤4、5。[0045]光纤2包括至少一个光学传感器。[0046]当然，可以有一个或多个光纤。光纤的数量取决于将在轴承中测量的第一参数的期望值精度。[0047]光学传感器包括例如用作光学应变仪的光纤布拉格光栅(fiberbragggrating)，以测量作用在轴承装置1上的应变。[0048]光纤3包括折射光栅的集合(set)6。[0049]集合6对光纤数字数据进行编码，光纤数字数据指示允许识别fos的光纤3的身份。[0050]折射光栅(refractiongrating)的集合6专用于光纤识别目的。[0051]使用例如激光或相位掩模技术在光纤3中制造集合6。[0052]光纤数字数据包括例如光纤3的序列号。[0053]折射光栅的集合6可以包括布拉格折射光栅的集合。[0054]光纤数字数据还可以包括传感器的制造日期、传感器的版本号。[0055]装置2包括光学询问器(opticalinterrogator)7以及连接到光学询问器7的输出的处理模块8。[0056]光学询问器7还包括连接到光纤3的输入。[0057]处理模块8包括收集装置9、第一处理装置10、第二处理装置11和数据库12。[0058]数据库12包括多个校准数据cd1、cd2……cdn，每一个校准数据与包括例如光纤的序列号sn1、sn2……snn的参考数字数据相关联，其中n是整数。[0059]例如，序列号sn2被分配给光纤3。[0060]图3示意性地示出光纤传感器的示例。[0061]光纤传感器包括连接到光纤3的检测单元(detectioncell)13。[0062]检测单元13设置在轴承装置1中。[0063]图2示出用于校准实现装置2的光纤传感器的方法的示例。[0064]在步骤20，光纤3联接到光学询问器7。[0065]在步骤21，光学询问器7在光纤3中发射光学信号以照射集合6。[0066]光学询问器7产生例如宽带光信号使得每一个折射光栅反射波长，并且用所产生的宽带光信号照射折射光栅的集合。[0067]光学询问器7包括例如激光装置。[0068]在步骤22，收集装置9收集集合6的每一个单独的折射光栅的反射波长。[0069]收集装置9例如由光学询问器7形成。[0070]在步骤23，第一处理装置10对由收集装置9收集的集合6的每一个单独的折射光栅的反射波长进行处理，以识别包括序列号sn2的光纤数字数据(theopticalfiberdigitaldata)。[0071]第一处理装置10包括例如用于对收集的反射波长进行解码的处理单元。[0072]然后，在步骤24，第二处理装置11将识别出的光纤3与所述光纤传感器的校准数据表相关联。[0073]第二处理装置11将序列号sn2与存储在数据库12中的多个参考数字数据sn1、sn2……snn进行比较，并且选择与序列号sn2相关联的校准数据cd2。[0074]装置2允许在识别出连接到光学询问器的光纤传感器之后，从例如光纤3的序列号中选择与轴承装置相关联的校准数据。[0075]不执行手动配对操作(manualpairingoperation)，从而减少光纤传感器与校准数据之间的不匹配(mismatching)。当前第1页12当前第1页12
技术特征：
1.一种用于校准轴承装置(1)中的光纤传感器的方法，包括：-将所述光纤传感器的光纤(3)联接到光学询问器(7)，所述光纤包括被配置为识别所述光纤(3)的折射光栅的集合(6)，-由所述光学询问器(7)将光学信号发射到所述光纤(3)中，-收集由所述光信号照射的每一个折射光栅的反射波长，-对收集的所述折射光栅的集合(6)的反射波长进行处理以识别所述光纤(3)，并且-将识别出的光纤(3)与所述光纤传感器的校准数据表(cd1、cd2、cdn)相关联。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，发射光信号的步骤包括生成宽带光信号并用生成的所述宽带光信号照射所述折射光栅的集合。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，对收集的所述反射波长进行处理的步骤包括对收集的所述反射波长进行解码，以确定指示所述光纤(3)的身份的光纤数字数据。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述相关联步骤包括：-将所述光纤数字数据与多个参考数字数据(sn1、sn2n、snn)进行比较，每一个参考数字数据与唯一的校准数据(cd1、cd2、cdn)相关联，以及-选择与匹配于所述光纤数字数据的参考数字数据(sn1、sn2n、snn)相关联的校准数据(cd1、cd2、cdn)以校准所述光纤传感器。5.一种用于校准轴承装置(1)中的光纤传感器的装置(2)，所述光纤传感器包括光纤(3)，所述光纤包括被配置为识别所述光纤(3)的折射光栅的集合(6)，所述装置包括：-光学询问器(7)，被配置为在所述光纤(3)中发射光学信号，-收集装置(9)，用于收集由所述光信号照射的每一个折射光栅的反射波长；-第一处理装置(10)，用于对收集的折射光栅的集合(6)的反射波长进行处理以识别所述光纤(3)，以及-第二处理装置(11)，用于将识别出的光纤(3)与所述光纤传感器的校准数据表相关联。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一处理装置(10)被配置为确定指示所述光纤(3)的身份的光纤数字数据。7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述第二处理装置(11)被配置为：-将所述光纤数字数据与多个参考数字数据(sn1、sn2、snn)进行比较，每一个参考数字数据与唯一的校准数据(cd1、cd2、cdn)相关联，以及-选择与匹配于所述光纤数字数据的参考数字数据相关联的校准数据以校准所述光纤传感器。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括数据库(12)，所述数据库(12)包括多个校准数据(cd1、cd2、cdn)，每一个校准数据与参考数字数据(sn1、sn2、snn)相关联。9.一种用于轴承装置(1)的光纤传感器，其特征在于，包括光纤(3)和根据权利要求5至8中任一项所述的装置，所述光纤(3)包括被配置为识别所述光纤(3)的折射光栅的集合(6)，所述光学询问器连接到所述光纤。10.一种轴承装置(1)，包括根据权利要求9所述的光纤传感器，并且所述光纤传感器联接到所述轴承的圈中的一个圈。

技术总结
一种用于校准轴承装置(1)中的光纤传感器的装置(2)，所述光纤传感器包括光纤(3)，光纤(3)包括被配置为识别光纤(3)的折射光栅的集合(6)，所述装置包括：-光学询问器(7)，被配置为在光纤(3)中发射光学信号，-收集装置(9)，用于收集由光信号照射的每一个折射光栅的反射波长；-第一处理装置(10)，用于对收集的折射光栅的集合(6)的反射波长进行处理以识别光纤(3)，以及-第二处理装置(11)，用于将识别出的光纤(3)与所述光纤传感器的校准数据表相关联。联。联。


技术研发人员：詹姆斯
受保护的技术使用者：斯凯孚公司
技术研发日：2023.03.10
技术公布日：2023/9/20