基于光纤光栅的港口堆取料机健康监测研究

发布时间：2021-01-28 05:23

　　近年来,我国经济发展迅速,更多的大型设备投入到工业生产中,极大地提高了生产效率。秦皇岛港为我国北方环渤海地区重要港口,是我国“北煤南运”的枢纽港。因此,在煤炭运输过程中为了提高工作效率,在港口建造了先进的大型设备和自动化生产线。但同时也面临着一些问题,港口的大型设备工作环境复杂,尤其核心设备煤炭堆取料机面临的问题最多,可能在大风、大载荷等条件作用下,产生形变,结构老化等问题,影响到作业人员的安全。光纤光栅传感器是一种新型的光纤无源器件,具有质轻、可弯曲、抗电磁性、耐腐蚀、耐高温、方便组成分布式传感网络等优点,在大型设备的健康监测中具有一定优势。本论文研究了基于光纤光栅的传感器,对堆取料机进行结构健康监测的方法,具体研究内容如下:首先,介绍了光纤光栅国内外研究现状以及在结构监测领域的应用。基于耦合模理论分析了光纤布拉格光栅的形成机理,在此基础上分析了光纤布拉格光栅的传感机理,介绍了常见的光纤光栅解调技术。其次,分析了光纤布拉格光栅的温度传感机理和应变传感机理,介绍了几种常见的光纤光栅封装结构,基于此制作了光纤布拉格光栅温度传感器和光纤布拉格光栅应变传感器,并对传感器进行了标定实验。再次,... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

匹配光栅法结构

图 2-4 匹配光栅调谐 F-P 滤波法方法的示意图如图 2-5 所示，F-P 腔可 腔时，使用光电探测器对输出光进行进行调节，用以改变其输出光的波长。器得到的光强变大，当探测到光强最是可检测谐振波长范围要高于匹配光稳定性一般。宽带光源耦合器F-P腔

下很容易折断，因此光栅写入后必须封装才能使用。先介绍了常见的光纤光栅封装方法，其次在实验室条件下完成栅的制作，最后基于课题实际需求设计了封装结构，将制备的成了温度传感器和应变传感器的制作，并进行了标定实验。感器封装类型测环境和待测量的不同，光纤光栅的封装方式也不同。在一些的应变或温度变化较小，此时对解调系统的解调成本大幅增，解调，此时需要增敏型封装。有时待测量为大应变或温度变化此时需要减敏型封装，这两种技术统称为光纤光栅的敏化技术三种方式：管式封装[46]、基片式封装、夹持式封装[47]。封装装是一种基本的保护性封装，其基本结构是使用毛细钢管或毛沿轴向封装在管内，如图 3-1 所示。

【参考文献】：
期刊论文
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[3]秦皇岛港口与城市耦合协调研究[J]. 沈兆楠,李南.  华北理工大学学报(社会科学版). 2017(04)
[4]斗轮堆取料机悬臂耳板裂纹原因分析与处理[J]. 陈晓军,张旋.  矿山机械. 2017(07)
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[6]具有增敏效果的光纤光栅应变传感器的预紧封装及传感特性[J]. 闫光,庄炜,刘锋,祝连庆.  吉林大学学报(工学版). 2016(05)
[7]堆取料机钢损伤累积过程的声发射监测[J]. 杨天明.  科技风. 2015(19)
[8]级联倾斜长周期光纤光栅传输谱特性研究[J]. 陆建国,顾铮■,高侃.  中国激光. 2015(10)
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博士论文
[1]新型高性能光纤传感器研究[D]. 荣强周.西北大学 2015
[2]长周期光纤光栅在智能结构中的应用研究[D]. 王彦.南京航空航天大学 2008
[3]光纤光栅传感技术与工程应用研究[D]. 孙丽.大连理工大学 2006

硕士论文
[1]光纤光栅温度传感器中应变与温度交叉敏感问题研究[D]. 耿胜各.南京邮电大学 2017
[2]基于WDM和OTDR的弱反射光栅测温系统研究与实现[D]. 谢晓鹏.燕山大学 2013
[3]基于FBG传感技术的起重机健康监测系统设计[D]. 陈晓军.中北大学 2013
[4]基于光纤布拉格光栅的大型结构安全监测应用研究[D]. 卢祥林.电子科技大学 2013
[5]光纤光栅传感解调系统及应用研究[D]. 刘辉.燕山大学 2012
[6]光纤光栅应变传感器的研制[D]. 盛培军.哈尔滨工业大学 2006



本文编号：3004430