碰摩故障是旋转机械中一种常见故障。声发射检测技术具有响应灵敏度高、频响范围宽、频率成分丰富等特点,在碰摩故障诊断中具有独特的检测优势。光纤光栅具有抗电磁干扰、体小质轻、灵敏度高、易于集成等特点。本文将光纤光栅传感技术和声发射技术相结合,开展旋转机械碰摩故障检测技术研究。主要进行了旋转机械碰摩机理和声发射频散理论的分析,设计了磁吸式光纤光栅碰摩声发射传感器。仿真研究了声发射信号在轴类零件中的应变波传播过程及传感器的响应特性,设计了螺母丝杠碰摩声发射触发装置,搭建了基于可调谐激光的光纤光栅解调实验系统,开展了光纤光栅用于旋转机械碰摩声发射的实验研究。首先,进行了光纤光栅用于声发射信号检测元件可行性的分析,在此基础上设计了一种磁吸式光纤光栅声发射传感器。经过对声发射信号的波形效应、导波理论,导播特性的研究,绘制出在轴杆类零件的频散曲线。使用有限元仿真,研究超声信号在轴杆类零件中的传播过程,找到传感器上的应力最大处来确定光纤光栅栅区的粘贴位置。根据光纤光栅的传感原理,将光纤光栅作为传感元件应用到旋转机械的碰摩声发射信号检测中。搭建了以光纤光栅为传感元件基于可调谐激光的检测系统,分别采用平衡光探测器和可调增益光电探测器进行光强度信号的检测。设计了用于旋转机械碰摩声发射信号产生的螺母丝杠-螺钉碰摩装置。通过对碰摩声发射触发装置去模拟机器运行时在传动链中传递的碰摩声发射信号。进行了静态与动态的碰摩信号实验,同时使用短时傅里叶变化与赫尔伯特黄变化进行了时频分析与能量谱的分析。轴承座上的光纤光栅和轴上光纤光栅得到类似的时域信号和相近的主频成分,轴承座上的光纤光栅可用于轴上碰摩声发射信号的检测。开展了旋转机械运转状态下,动态碰摩声发射检测实验研究,实验对比了轴承座上光纤光栅和传统压电陶瓷声发射传感器对动态碰摩声发射信号的传感性能差异,光纤光栅相比于压电陶瓷可同时感测旋转机械的转速和碰摩声发射信号,拥有更为丰富的信号特征,检测信号的强度满足在线监测的要求。最后,开展了相移光纤光栅用于碰摩声发射信号的实验研究,相移光纤光栅相比普通光栅,拥有更好的信噪比。