基于多模干涉的光纤超声波位移传感器系统的优化研究
发布时间：2021-04-25 16:20
随着科学技术的进步和城镇化建设的推进,土木交通事业得到了蓬勃的发展。为了满足地区间的联系和解决交通拥堵的问题,桥梁的建设数量日益增加,一大批桥梁相继建成,其结构形式和功能日益多样化,逐渐地承担了区域经济增长的重任。然而桥梁作为百年大计,其服役年限达到几十年甚至百年,期间荷载情况极其复杂,如风荷载、温度、车辆荷载及地震荷载等,其安全性时刻受到环境的考验。为了保证桥梁的安全性、耐久性和适用性,构建一个经济且有效的桥梁位移监测系统是极其重要的,其能及时地反馈桥梁安全状况,对即将产生的灾害发出预警,防止生命财产的损失。鉴于现有桥梁位移监测系统技术的局限性,本文研发了新型桥梁位移监测系统,具有重要的工程实用价值及经济意义。本论文首先分析了桥梁位移监测的研究背景和意义,通过对现阶段国内外的桥梁位移监测技术、光纤传感器技术和超声波测距技术原理及优缺点的比较分析,总结了目前桥梁位移监测技术的局限性,为本论文新型位移监测技术的开发提供了参考依据。其次针对桥梁位移监测系统适用性的要求,本论文提出了基于多模干涉的光纤超声波传感器系统用于桥梁三维位移非接触式监测,并开展了光纤传感器封装材料优化选择及传感器结构...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 桥梁位移监测技术研究现状
1.2.2 基于光纤传感器的结构健康监测研究现状
1.2.3 超声波测距技术的研究现状
1.3 本文主要研究内容
1.4 本章小结
第二章 光纤超声波位移传感器设计与性能优化研究
2.1 前言
2.2 多模干涉光纤超声波传感器原理及设计制作
2.2.1 多模干涉光纤传感器的设计原理
2.2.2 多模干涉光纤传感器的制作
2.3 高弹振膜材料的优化设计
2.4 多模干涉光纤传感器结构优化模拟分析与试验分析
2.4.1 高弹振膜频率理论分析
2.4.2 高弹振膜稳态位移的有限元分析
2.4.3 基于高弹膜片结构优化的传感器灵敏度实验分析
2.5 本章小结
第三章 光纤超声波位移传感器系统设计与误差修正研究
3.1 前言
3.2 光纤超声波位移传感器系统设计及原理
3.2.1 光纤超声波位移传感器系统设计
3.2.2 光纤超声波位移传感器系统测距原理
3.3 非接触式位移传感实验研究
3.4 温湿度环境串扰影响及其误差修正方法研究
3.4.1 温湿度环境串扰影响实验研究
3.4.2 位移传感器系统误差修正研究
3.5 本章小结
第四章 光纤超声波三维位移传感器技术与系统研究
4.1 前言
4.2 光纤超声波三维位移传感器理论模型及测距原理
4.2.1 三维位移传感器理论模型
4.2.2 三维位移传感器测距原理
4.3 光纤超声波三维位移传感器系统位移传感实验研究
4.3.1 传感器系统的脉冲信号探测实验研究
4.3.2 基于斜向传感的三维位移传感器系统的可行性分析
4.3.3 基于超声波脉冲信号的三维位移传感实验
4.4 本章小结
第五章 桥梁位移模拟监测实验研究
5.1 前言
5.2 桥梁位移模拟监测实验研究
5.2.1 桥梁位移模拟实验方案
5.2.2 桥梁位移模拟实验结果分析
5.3 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 全文总结
6.2 结论
6.3 展望
参考文献
作者在攻读硕士期间发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]DIY三维激光扫描仪内参数的快速标定[J]. 宗文鹏,李广云,周阳林,王力,李明磊. 光子学报. 2018(04)
[2]地下空间三维激光扫描等分辨率方法研究[J]. 余乐文,战凯,张达. 仪器仪表学报. 2018(01)
[3]基于三维激光扫描的物体重构建模[J]. 周海平. 计算机测量与控制. 2017(12)
[4]数字化测绘技术在私家园林中的应用研究[J]. 张青萍,梁慧琳,李卫正,杨梦珂,朱灵茜,黄安. 南京林业大学学报(自然科学版). 2018(01)
[5]近景摄影测量技术在斜拉桥桥塔健康监测中的应用研究[J]. 薛爱新,刘晏玲,王培玉. 中外公路. 2017(03)
[6]基于高精度低空摄影测量的黄土滑坡精细测绘[J]. 彭大雷,许强,董秀军,亓星,巨袁臻,李骅锦. 工程地质学报. 2017(02)
[7]基于多基线近景摄影测量技术的馆藏铜鼓三维重建[J]. 张作昌. 湘潭大学自然科学学报. 2017(01)
[8]基于三维激光扫描技术的路面断板深度检测[J]. 曹霆,王卫星,杨楠,高婷,王峰萍. 红外与激光工程. 2017(02)
[9]车载三维激光扫描系统安置参数一站式标定[J]. 王力,李广云,杨新永,王永乐,周阳林,崔谦. 红外与激光工程. 2016(11)
[10]油纸绝缘系统局放光纤传感检测方法[J]. 吴巧巧,周志强,陈文,邓建钢,皮本熙,张伟超,张涛. 哈尔滨理工大学学报. 2016(04)
博士论文
[1]基于分布式长标距应变传感的桥梁动态性能监测和损伤识别方法研究[D]. 吴必涛.东南大学 2016
[2]大量程超声波测距系统研究[D]. 潘仲明.国防科学技术大学 2006
硕士论文
[1]基于光纤超声波传感的桥梁沉降分布式探测与解析研究[D]. 王自远.东南大学 2017
[2]光纤超声波传感器用于非接触式桥梁动挠度监测技术的研究[D]. 董少博.东南大学 2017
[3]基于多模干涉技术的光纤声发射技术用于桥梁挠度监测的研究[D]. 王巍.东南大学 2016
[4]梁式结构应变模态识别方法及应用[D]. 黄春阳.合肥工业大学 2016
[5]适用于桥梁振动监测的光纤加速度传感器研究[D]. 韩晶.石家庄铁道大学 2015
[6]基于多模干涉技术的光纤声发射技术用于桥梁沉降监测的研究[D]. 陈静源.东南大学 2015
[7]桥梁健康监测系统的设计与实现[D]. 贾奇非.太原理工大学 2014
[8]纳米TiN/Ti细化剂对纯铝及Al-4Cu合金组织与性能的影响[D]. 李玉洁.华中科技大学 2013
[9]超声波无损检测技术应用研究[D]. 索会迎.南京邮电大学 2012
[10]近距离高精度超声波测距系统的设计[D]. 邹轶.大连理工大学 2009
本文编号：3159703
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 桥梁位移监测技术研究现状
1.2.2 基于光纤传感器的结构健康监测研究现状
1.2.3 超声波测距技术的研究现状
1.3 本文主要研究内容
1.4 本章小结
第二章 光纤超声波位移传感器设计与性能优化研究
2.1 前言
2.2 多模干涉光纤超声波传感器原理及设计制作
2.2.1 多模干涉光纤传感器的设计原理
2.2.2 多模干涉光纤传感器的制作
2.3 高弹振膜材料的优化设计
2.4 多模干涉光纤传感器结构优化模拟分析与试验分析
2.4.1 高弹振膜频率理论分析
2.4.2 高弹振膜稳态位移的有限元分析
2.4.3 基于高弹膜片结构优化的传感器灵敏度实验分析
2.5 本章小结
第三章 光纤超声波位移传感器系统设计与误差修正研究
3.1 前言
3.2 光纤超声波位移传感器系统设计及原理
3.2.1 光纤超声波位移传感器系统设计
3.2.2 光纤超声波位移传感器系统测距原理
3.3 非接触式位移传感实验研究
3.4 温湿度环境串扰影响及其误差修正方法研究
3.4.1 温湿度环境串扰影响实验研究
3.4.2 位移传感器系统误差修正研究
3.5 本章小结
第四章 光纤超声波三维位移传感器技术与系统研究
4.1 前言
4.2 光纤超声波三维位移传感器理论模型及测距原理
4.2.1 三维位移传感器理论模型
4.2.2 三维位移传感器测距原理
4.3 光纤超声波三维位移传感器系统位移传感实验研究
4.3.1 传感器系统的脉冲信号探测实验研究
4.3.2 基于斜向传感的三维位移传感器系统的可行性分析
4.3.3 基于超声波脉冲信号的三维位移传感实验
4.4 本章小结
第五章 桥梁位移模拟监测实验研究
5.1 前言
5.2 桥梁位移模拟监测实验研究
5.2.1 桥梁位移模拟实验方案
5.2.2 桥梁位移模拟实验结果分析
5.3 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 全文总结
6.2 结论
6.3 展望
参考文献
作者在攻读硕士期间发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]DIY三维激光扫描仪内参数的快速标定[J]. 宗文鹏,李广云,周阳林,王力,李明磊. 光子学报. 2018(04)
[2]地下空间三维激光扫描等分辨率方法研究[J]. 余乐文,战凯,张达. 仪器仪表学报. 2018(01)
[3]基于三维激光扫描的物体重构建模[J]. 周海平. 计算机测量与控制. 2017(12)
[4]数字化测绘技术在私家园林中的应用研究[J]. 张青萍,梁慧琳,李卫正,杨梦珂,朱灵茜,黄安. 南京林业大学学报(自然科学版). 2018(01)
[5]近景摄影测量技术在斜拉桥桥塔健康监测中的应用研究[J]. 薛爱新,刘晏玲,王培玉. 中外公路. 2017(03)
[6]基于高精度低空摄影测量的黄土滑坡精细测绘[J]. 彭大雷,许强,董秀军,亓星,巨袁臻,李骅锦. 工程地质学报. 2017(02)
[7]基于多基线近景摄影测量技术的馆藏铜鼓三维重建[J]. 张作昌. 湘潭大学自然科学学报. 2017(01)
[8]基于三维激光扫描技术的路面断板深度检测[J]. 曹霆,王卫星,杨楠,高婷,王峰萍. 红外与激光工程. 2017(02)
[9]车载三维激光扫描系统安置参数一站式标定[J]. 王力,李广云,杨新永,王永乐,周阳林,崔谦. 红外与激光工程. 2016(11)
[10]油纸绝缘系统局放光纤传感检测方法[J]. 吴巧巧,周志强,陈文,邓建钢,皮本熙,张伟超,张涛. 哈尔滨理工大学学报. 2016(04)
博士论文
[1]基于分布式长标距应变传感的桥梁动态性能监测和损伤识别方法研究[D]. 吴必涛.东南大学 2016
[2]大量程超声波测距系统研究[D]. 潘仲明.国防科学技术大学 2006
硕士论文
[1]基于光纤超声波传感的桥梁沉降分布式探测与解析研究[D]. 王自远.东南大学 2017
[2]光纤超声波传感器用于非接触式桥梁动挠度监测技术的研究[D]. 董少博.东南大学 2017
[3]基于多模干涉技术的光纤声发射技术用于桥梁挠度监测的研究[D]. 王巍.东南大学 2016
[4]梁式结构应变模态识别方法及应用[D]. 黄春阳.合肥工业大学 2016
[5]适用于桥梁振动监测的光纤加速度传感器研究[D]. 韩晶.石家庄铁道大学 2015
[6]基于多模干涉技术的光纤声发射技术用于桥梁沉降监测的研究[D]. 陈静源.东南大学 2015
[7]桥梁健康监测系统的设计与实现[D]. 贾奇非.太原理工大学 2014
[8]纳米TiN/Ti细化剂对纯铝及Al-4Cu合金组织与性能的影响[D]. 李玉洁.华中科技大学 2013
[9]超声波无损检测技术应用研究[D]. 索会迎.南京邮电大学 2012
[10]近距离高精度超声波测距系统的设计[D]. 邹轶.大连理工大学 2009
本文编号：3159703
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/3159703.html
