光纤传感检测技术和传统检测方法不同，它是一种可靠，非接触，快速，准确的检测方法。针对传统的轴承球表面缺陷检测方法存在的问题，基于目前国内外轴承球表面缺陷检测方法的研究，结合企业生产实际，根据Beckmann粗糙表面散射的理论和反射式强度型光纤传感器工作特性，本课题将研究光纤传感技术检测轴承球表面缺陷的机理，研究内容如下： 1.轴承球表面缺陷光纤传感器模型的建立 分析轴承球表面缺陷的特征，设计多组同轴的光纤传感器阵列，确定轴承球各种表面缺陷对同轴光纤传感器阵列输出特性的影响规律，建立光纤传感器的最优测量模型。 研究激光入射光斑对测量效率以及各种缺陷测量精度的影响，确定最合适光斑大小；研究轴承球表面缺陷本身粗糙程度引起反射率变化对光纤传感器特性的影响，研究轴承球表面缺陷引起位移变化对光纤传感器特性的影响，最重要的是研究多组同轴反射式强度型光纤传感器对两类参数的分离提取方法。 2.轴承球表面缺陷光纤检测多因素补偿机理研究 在满足系统要求的非接触、光纤传输检测轴承球表面缺陷的传感器基础上，深入研究不同因素对轴承表面缺陷检测结果的影响，主要包括： （1）研究轴承球表面与光纤传感器之间距离对光强调制特性的影响，建立其模型并进行仿真分析，确定光纤探头与轴承球表面的最佳距离； （2）研究倾斜因子（轴承球表面法线与传感器入射光线间夹角）对光强调制特性的影响； （3）研究轴承球直径差异导致曲率半径的不同对光强调制特性的影响； （4）研究光纤纤芯/包层直径和排列方式对光强调制特性的影响。 3.轴承球表面缺陷信号提取与识别研究 研究轴承球表面缺陷光纤传感系统噪声，包括光源波动，电路温漂等影响；引入中值滤波、ε分离数字滤波等非线性处理技术，实现轴承球表面缺陷信号的有效提取。 轴承球表面缺陷从横向表面和纵向切面来识别，从横向表面的角度将轴承球表面缺陷分为三大类： （1）某个方向上尺寸较小的缺陷，如裂纹； （2）尺寸较小的缺陷的聚集体，如斑点、麻点； （3）尺寸较大的缺陷，如擦痕，划条，凹坑。从纵向切面角度将轴承球表面缺陷也分为三大类： （1）由于位移变化而引起的缺陷； （2）由于粗糙程度而引起的缺陷； （3）由于粗糙程度和位移变化共同引起的缺陷。 通过上述研究确立最佳传感器的结构、端面排列、纤芯/包层直径，数值孔径等参数，建立起光纤传感器最优测量模型，实现光纤传感器检测的多因素补偿和轴承球表面缺陷的多参数识别。