在現(xiàn)代社會(huì)，無(wú)論是日常生活還是生產(chǎn)、運(yùn)輸、建設(shè)、科研都離不開(kāi)稱重。工業(yè)生產(chǎn)不僅要求稱重精度高，而且稱重的物料也越來(lái)越復(fù)雜，傳統(tǒng)的靜態(tài)稱重裝置已經(jīng)不能勝任這些要求。動(dòng)態(tài)稱重是物料在不停止傳輸?shù)那闆r下進(jìn)行連續(xù)稱量，不需要外界和人為的干預(yù)。由于傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)稱重裝置對(duì)外界的環(huán)境要求比較高，且皮帶機(jī)動(dòng)態(tài)稱重的環(huán)境往往處于震動(dòng)、高溫、粉塵、潮濕，有電磁場(chǎng)的干擾，而電子皮帶秤在這種惡劣的環(huán)境下會(huì)導(dǎo)致稱重穩(wěn)定性不高，使用壽命不長(zhǎng)。因此研究出一種適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境，且稱重精度高的動(dòng)態(tài)稱重裝置顯得日趨重要。 隨著光纖光柵的快速發(fā)展，動(dòng)態(tài)稱重的研究也獲得了新途徑。光纖光柵具有靈敏度和可靠性高、壽命長(zhǎng)、抗電磁干擾等突出優(yōu)點(diǎn)，而且光纖光柵傳感器的傳輸信號(hào)為光信號(hào)，沒(méi)有零點(diǎn)漂移。為了保證皮帶秤在稱重現(xiàn)場(chǎng)的準(zhǔn)確性，本文對(duì)皮帶秤稱重傳感器進(jìn)行了改進(jìn)，采用光纖光柵傳感器代替原有的電阻應(yīng)變片，設(shè)計(jì)了一種基于雙孔平行梁的雙光纖光柵稱重傳感器，研發(fā)了能在惡劣條件下準(zhǔn)確稱重的動(dòng)態(tài)稱重技術(shù)，為中石化公司設(shè)計(jì)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高端皮帶機(jī)光纖光柵動(dòng)態(tài)稱重方法。 本文首先分析了光纖光柵的原理和傳感特性，從理論上論證了光纖光柵應(yīng)用在動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)中的可行性；然后對(duì)稱重的關(guān)鍵器件光纖布喇格光柵（FBG）應(yīng)變片進(jìn)行設(shè)計(jì)、制作和標(biāo)定，并將FBG應(yīng)變片與雙孔平行梁彈性元件結(jié)合，制作成雙孔平行梁雙光纖光柵稱重傳感器，對(duì)FBG稱重傳感器進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)稱重測(cè)試實(shí)驗(yàn)，最后將FBG稱重傳感器安裝在中石化湖北某公司的皮帶機(jī)上進(jìn)行了實(shí)際的工程應(yīng)用。實(shí)煤校驗(yàn)的結(jié)果表明FBG稱重傳感器的精度為0.3%，達(dá)到了用戶的精度指標(biāo)。在以人為本、安全生產(chǎn)日益受到重視的前提下，本研究滿足了我國(guó)易燃、易爆和強(qiáng)電磁干擾條件下的重要產(chǎn)業(yè)對(duì)散裝物料的安全輸送和精確計(jì)量的需要，有助于這些產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和智能化管理。
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH715.195;TP212
文章目錄
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題來(lái)源
1.2 研究的目的和意義
1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3.1 皮帶機(jī)動(dòng)態(tài)稱重的研究現(xiàn)狀
1.3.2 光纖傳感技術(shù)的研究現(xiàn)狀
1.4 本人工作、文章的結(jié)構(gòu)安排和創(chuàng)新點(diǎn)
1.4.1 本人的工作及文章的結(jié)構(gòu)安排
1.4.2 技術(shù)路線和創(chuàng)新點(diǎn)
第2章 光纖傳感皮帶機(jī)動(dòng)態(tài)稱重的原理和方法
2.1 引言
2.2 光纖傳感原理及其實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
2.2.1 光纖傳感的原理和特性
2.2.2 光纖光柵的應(yīng)變傳感特性實(shí)驗(yàn)
2.3 皮帶機(jī)動(dòng)態(tài)稱重的基本結(jié)構(gòu)
2.4 光纖傳感皮帶機(jī)的稱重原理和方法
2.5 本章小結(jié)
第3章 FBG 稱重傳感器的設(shè)計(jì)和制作
3.1 引言
3.2 FBG 應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.2.1 FBG 應(yīng)變片的力學(xué)分析
3.2.2 FBG 應(yīng)變片的制作工藝
3.3 FBG 應(yīng)變片的傳感特性實(shí)驗(yàn)
3.3.1 FBG 應(yīng)變片與裸柵的對(duì)比實(shí)驗(yàn)
3.3.2 FBG 應(yīng)變片的標(biāo)定實(shí)驗(yàn)
3.3.3 FBG 應(yīng)變片的溫度補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)
3.4 FBG 稱重傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.4.1 FBG 稱重傳感器的力學(xué)分析
3.4.2 FBG 稱重傳感器的制作工藝
3.5 FBG 稱重傳感器的性能測(cè)試
3.5.1 FBG 稱重傳感器的溫度補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)
3.5.2 FBG 稱重傳感器和電稱重傳感器的靜態(tài)測(cè)試實(shí)驗(yàn)
3.5.3 FBG 稱重傳感器的動(dòng)態(tài)測(cè)試實(shí)驗(yàn)
3.6 本章小結(jié)
第4章 光纖傳感動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)的工程應(yīng)用
4.1 工程應(yīng)用概況
4.2 光纖傳感皮帶機(jī)動(dòng)態(tài)稱重的系統(tǒng)
4.2.1 光纖傳感皮帶秤
4.2.2 光纖速度傳感器
4.2.3 FBG 解調(diào)儀
4.2.4 數(shù)據(jù)采集與處理設(shè)備
4.3 實(shí)煤校驗(yàn)與數(shù)據(jù)分析
4.4 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
5.1 總結(jié)
5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
作者在攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
【參考文獻(xiàn)】
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本文編號(hào)：
2178771
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