【摘 要】
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光纤传感器作为一种新型传感器,以其信息容量大、抗电磁干扰强和易于组建传感网络,受到了国内外工程界的广泛关注和研究。光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)传感器以
【出 处】
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中国科学院研究生院 中国科学院大学
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光纤传感器作为一种新型传感器,以其信息容量大、抗电磁干扰强和易于组建传感网络,受到了国内外工程界的广泛关注和研究。光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)传感器以其传感头小、灵敏度高、精度高和易进行分布式测量,成为一种迅速发展的光纤传感器,己被应用于桥梁、隧道等建筑结构的应变变形、温度预警等安全监测中,即对静态及低速信号的监测。国内还未见将光纤光栅传感技术应用于船舶结构监测的报道。
本论文依托上海市科委项目“现代船舶嵌入式光纤传感系统关键成套技术和装备研究”(07DZ220022)进行相关技术研究。由于船舶工程多测点以及特殊的环境,传统的机电类传感器及无法满足要求,因此需要研究一套分布式FBG实时在线传感检测系统,以实现对舰船内关键设备工作状态的监测确保其安全运行。
本文第一章全面介绍了FBG传感器的相关技术和发展概况,由于光纤光栅是FBG传感器中最重要的部分,因此对于各种光纤光栅的特性和应用发展也做了介绍。
第二章介绍了FBG的工作原理,对其传感原理进行了理论分析。利用理论模型分析了温度、应变、压力三方面的传感特性,讨论交叉敏感问题,确定解决方案。
第三章介绍光纤光栅的封装工艺,根据船舶工程的要求自主设计一套温度、应变和压力的FBG传感器,并通过实验验证封装结构的合理性,测量范围和分辨率均达到预期标准。
第四章详细介绍了现代船舶上采用光纤光栅传感器测量应变的研究过程。先后进行了四次应变测量,比较了不同工况对于测点平均应力和最大应力的影响,并建立静推力——测点平均应力变化曲线。提出了一种由静推力测试数据对动推力情况进行预报的研究思路,并根据该曲线完成对海上动推力预报。
第五章对本论文的主要内容做了总结,进一步展望了需要研究的内容。
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