本文關(guān)鍵詞：基于FBG的三維礦山聲振應(yīng)急監(jiān)測技術(shù)研究

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【摘要】：隨著光纖傳感技術(shù)、光纖通信技術(shù)和信息化技術(shù)的發(fā)展,近十幾年來,光纖傳感技術(shù)在眾多研究人員的推動和探索下,越來越多地被人們所熟悉和使用,信息化技術(shù)也更多地應(yīng)用到人們的生產(chǎn)生活當中。將光纖Bragg光柵傳感技術(shù)與傳統(tǒng)拾音器檢測原理有機結(jié)合,進而研究出高靈敏度、高性能、低損耗的光纖Bragg光柵拾音器,并且將其應(yīng)用到三維礦山的聲振應(yīng)急監(jiān)測平臺系統(tǒng)中,研發(fā)出基于光纖Bragg光柵的三維礦山聲振應(yīng)急監(jiān)測技術(shù),是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)與生活的發(fā)展對聲音拾取和監(jiān)測提出的需求,對工業(yè)生產(chǎn)生活具有極大的價值和深遠的意義。 本論文的主要研究內(nèi)容是基于FBG的拾音器與具有三維礦山聲振應(yīng)急監(jiān)測功能的軟件系統(tǒng),文中對FBG拾音器進行了傳感器參數(shù)的理論推演,使用ANSYS軟件進行模擬分析,針對仿真結(jié)果進行傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計和實驗,并應(yīng)用FBG拾音器組成簡單的聲源定位傳感陣列,設(shè)計開發(fā)了基于三維可視化平臺的FBG聲源定位聲振應(yīng)急監(jiān)測呼救軟件系統(tǒng)。論文的主要研究內(nèi)容是： 首先,對研究課題的背景和意義進行介紹,闡述了光纖Bragg光柵抬音器和三維礦山可視化軟件系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀與進展,指出傳統(tǒng)電拾音器在煤礦等特定場合和情況下的使用缺陷,和光纖Bragg光柵拾音器的優(yōu)勢,以及三維礦山可視化聲振應(yīng)急監(jiān)測呼救系統(tǒng)的使用意義,從而進一步闡釋了光纖Bragg光柵拾音器的聲波傳感技術(shù),包括光纖Bragg光柵的傳感原理和模型,及其解調(diào)原理和方法。 然后,從理論上推導(dǎo)分析了光纖Bragg光柵拾音器的敏感部件振動膜的參數(shù)和運動規(guī)律的表達式,并使用ANSYS軟件對敏感部件進行了有限元模擬分析,并進一步根據(jù)以上理論公式和仿真結(jié)果,對FBG拾音器的結(jié)構(gòu)進行了設(shè)計研發(fā),設(shè)計實驗測試了FBG拾音器,得到實驗結(jié)果并分析處理了實驗數(shù)據(jù)。 最后,設(shè)計開發(fā)了光纖Bragg光柵聲源定位聲振應(yīng)急監(jiān)測軟件系統(tǒng),該系統(tǒng)基于三維可視化平臺,結(jié)合光纖Bragg光柵抬音器,應(yīng)用于煤礦等要求本質(zhì)安全的工業(yè)環(huán)境。
【關(guān)鍵詞】：光纖Bragg光柵(FBG) 拾音器 三維可視化
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TD76
【目錄】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 課題研究的目的和意義11-13
• 1.2 光纖Bragg光柵拾音器的研究現(xiàn)狀與進展13-17
• 1.3 論文的主要內(nèi)容17-19
• 第二章 光纖Bragg光柵的聲波傳感技術(shù)19-29
• 2.1 FBG的傳感原理19-21
• 2.2 FBG的軸向應(yīng)變傳感模型21-23
• 2.3 基于光電換的匹配光柵解調(diào)23-26
• 2.4 光纖Bragg光柵拾音器的傳感原理26-27
• 2.5 本章小結(jié)27-29
• 第三章 光纖Bragg光柵拾音器的理論與有限元分析29-45
• 3.1 FBG拾音器振動膜的理論推演分析29-39
• 3.1.1 振動膜的模型29-31
• 3.1.2 振動膜的受力分析31-33
• 3.1.3 振動膜的運動方程和力學(xué)分析33-36
• 3.1.4 振動膜的理論分析36-39
• 3.2 FBG拾音器的有限元模擬分析39-44
• 3.2.1 有限元分析法的介紹40-41
• 3.2.2 振動膜的有限元分析41-44
• 3.3 本章小結(jié)44-45
• 第四章 光纖Bragg光柵拾音器的設(shè)計及實驗45-61
• 4.1 FBG拾音器的設(shè)計45-52
• 4.1.1 傳統(tǒng)拾音器的結(jié)構(gòu)和原理45-48
• 4.1.2 FBG拾音器振動膜的設(shè)計和封裝固定48-52
• 4.2 振動膜比較的初步實驗52-54
• 4.3 FBG拾音器的實驗與數(shù)據(jù)分析54-57
• 4.4 拾音的實驗57-58
• 4.5 復(fù)用技術(shù)與FBG拾音器傳感陣列58-60
• 4.6 本章小結(jié)60-61
• 第五章 基于三維平臺的聲源監(jiān)測系統(tǒng)61-71
• 5.1 需求分析61-62
• 5.2 系統(tǒng)設(shè)計62-65
• 5.2.1 系統(tǒng)架構(gòu)62-63
• 5.2.2 系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)與基本界面63-64
• 5.2.3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)64-65
• 5.3 聲源定位算法65-68
• 5.4 系統(tǒng)功能68-69
• 5.4.1 聲振監(jiān)聽功能68-69
• 5.4.2 聲源定位功能69
• 5.5 本章小節(jié)69-71
• 第六章 總結(jié)與展望71-73
• 參考文獻73-75
• 致謝75-77
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文、專利和參與的項目77-78
• 學(xué)位論文評閱及答辯情況表78

【參考文獻】

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本文編號：1102519