本文關(guān)鍵詞：基于光纖傳感的軸功率在線測量系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

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【摘要】：為了加快經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變發(fā)展方式和走新型工業(yè)化道路,工信部發(fā)布的《中國制造2025》發(fā)展綱要中明確提出要把海洋工程裝備和高技術(shù)船舶作為十大重點發(fā)展領(lǐng)域之一加快推進(jìn)。船舶系統(tǒng)的高效、安全、節(jié)能成為現(xiàn)代船舶制造的必然要求。船舶主機(jī)作為動力源泉,通過監(jiān)測其輸出軸功率一方面可以檢驗船舶機(jī)槳匹配情況,另一方面可以據(jù)此控制噴油提前角和噴油量,減少船舶能耗,從而促進(jìn)智能柴油機(jī)的發(fā)展。本文基于光纖傳感技術(shù),設(shè)計了軸功率在線測量系統(tǒng)。論文的主要內(nèi)容如下:首先,介紹了國內(nèi)外轉(zhuǎn)速測量、扭矩測量以及光纖傳感技術(shù)的研究現(xiàn)狀,通過比較多種光纖傳感技術(shù)用于測量扭矩的優(yōu)劣,確定了采用基于波長調(diào)制的光纖光柵法。其次,完成了軸功率測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究和硬件設(shè)計。針對光纖光柵用于測量軸扭矩時的應(yīng)變溫度同時敏感問題、粘貼方式和非接觸測量方法等關(guān)鍵問題進(jìn)行了研究并根據(jù)Matlab仿真結(jié)果提出了解決方案。完成了基于STM32單片機(jī)的轉(zhuǎn)速測量硬件設(shè)計。再次,完成了軸功率在線測量系統(tǒng)的軟件開發(fā)。考慮到日后更新問題,將波長數(shù)據(jù)采集軟件和監(jiān)測顯示軟件分開設(shè)計。采用C#語言開發(fā)了波長數(shù)據(jù)采集軟件,利用LabVIEW軟件實現(xiàn)了軸轉(zhuǎn)速、扭矩和功率數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測顯示、存儲查詢等功能。最后,通過實驗驗證了光纖光柵粘貼的理想角度,得出了設(shè)置參考光柵后的扭矩靈敏度為7.845pm/Nm,加載和卸載行程的非線性誤差分別為1.48%和2%,遲滯性誤差為0.7%,重復(fù)性誤差為1.06%,也說明了該套系統(tǒng)扭矩傳感指標(biāo)能夠很好地滿足于應(yīng)用需求。
【關(guān)鍵詞】：光纖光柵(FBG) 扭矩測量 Lab VIEW 在線測量系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：集美大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U664.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 課題研究目的及意義9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和分析9-12
• 1.2.1 船舶軸功率測量原理9-10
• 1.2.2 轉(zhuǎn)速測量現(xiàn)狀10
• 1.2.3 扭矩測量現(xiàn)狀10-12
• 1.3 光纖傳感技術(shù)發(fā)展概況12-13
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容及章節(jié)安排13-15
• 第2章 扭矩測量原理及光纖傳感方法比較與選擇15-25
• 2.1 扭矩測量的基本原理15-16
• 2.2 光纖傳感扭矩測量方法比較與選擇16-24
• 2.2.1 光強(qiáng)調(diào)制型扭矩測量法17
• 2.2.2 相位調(diào)制型扭矩測量法17-19
• 2.2.3 偏振調(diào)制型扭矩測量法19-20
• 2.2.4 頻率調(diào)制型扭矩測量法20-22
• 2.2.5 波長調(diào)制型扭矩測量法22-24
• 2.3 本章小結(jié)24-25
• 第3章 光纖光柵法軸功率測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究及硬件設(shè)計25-49
• 3.1 光纖光柵傳感特性25-31
• 3.1.1 應(yīng)變傳感模型25-27
• 3.1.2 溫度傳感模型27
• 3.1.3 應(yīng)變溫度交叉敏感分析與仿真27-30
• 3.1.4 交叉敏感問題解決方法30-31
• 3.2 光纖光柵粘接方案研究31-40
• 3.2.1 FBG粘接角度的確定32-33
• 3.2.2 光纖光柵安裝工藝研究33-40
• 3.3 非接觸測量方案研究40-44
• 3.3.1 光傳輸方案40-41
• 3.3.2 光纖準(zhǔn)直器插入損耗分析41-44
• 3.4 轉(zhuǎn)速測量硬件設(shè)計44-47
• 3.4.1 總體測量方案44-45
• 3.4.2 主控芯片及外圍電路設(shè)計45-46
• 3.4.3 紅外傳感電路設(shè)計46-47
• 3.4.4 通信模塊電路設(shè)計47
• 3.5 本章小結(jié)47-49
• 第4章 軸功率在線監(jiān)測軟件系統(tǒng)設(shè)計49-61
• 4.1 總體框架49-50
• 4.2 轉(zhuǎn)速部分中斷程序設(shè)計50-51
• 4.3 光纖光柵波長數(shù)據(jù)采集軟件設(shè)計51-57
• 4.3.1 軟件架構(gòu)51-52
• 4.3.2 軟件設(shè)計52-57
• 4.4 LABVIEW監(jiān)測軟件功能的實現(xiàn)57-60
• 4.4.1 實時監(jiān)測58
• 4.4.2 參數(shù)配置58-59
• 4.4.3 存儲查詢59-60
• 4.5 本章小結(jié)60-61
• 第5章 實驗驗證61-72
• 5.1 實驗平臺及方法介紹61-64
• 5.1.1 實驗平臺介紹61-63
• 5.1.2 溫度補(bǔ)償方法介紹63-64
• 5.2 傳感器標(biāo)定64-69
• 5.2.1 應(yīng)變標(biāo)定64-65
• 5.2.2 扭矩標(biāo)定65-69
• 5.3 粘貼角度影響的實驗研究69-70
• 5.4 軸功率在線動態(tài)測量的實現(xiàn)70-71
• 5.5 本章小結(jié)71-72
• 第6章 總結(jié)與展望72-74
• 6.1 全文總結(jié)72
• 6.2 工作展望72-74
• 致謝74-75
• 參考文獻(xiàn)75-77
• 在學(xué)期間科研成果情況77

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1 王維博,吳自恒,王恕恒;絕緣介質(zhì)損耗在線測量系統(tǒng)的設(shè)計[J];西華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2005年06期

2 馬小麗,廖渝;關(guān)于建立工件在線測量系統(tǒng)的若干問題的討論[J];實用測試技術(shù);1997年03期

3 胡亦斌;;用微型計算機(jī)控制的在線測量系統(tǒng)[J];電子測量技術(shù);1981年03期

4 陳斌;葉林;張興;馬春武;張志學(xué);;發(fā)射率在線測量系統(tǒng)及其電路設(shè)計[J];儀表技術(shù)與傳感器;2011年06期

5 宋吉男;呂心起;劉澄;李中;;適用于惡劣環(huán)境的一種速度在線測量系統(tǒng)[J];電力環(huán)境保護(hù);1993年02期

6 鄭洪;一種薄板式儀表零件的在線測量系統(tǒng)[J];計量技術(shù);1999年05期

7 黃廷磊,李敏,王乃寧,潘利群;單片機(jī)在顆粒在線測量系統(tǒng)中的應(yīng)用[J];武漢汽車工業(yè)大學(xué)學(xué)報;1999年02期

8 陳冰;江平宇;時昌劍;;面向數(shù)字化制造的零件工序尺寸在線測量系統(tǒng)研究[J];機(jī)床與液壓;2006年10期

9 馬小麗，袁長良，武文堂;提高三點法在線測量系統(tǒng)精度的研究[J];太原工業(yè)大學(xué)學(xué)報;1994年03期

10 鄧成,孟志強(qiáng),劉克安,鄒娟;一種基于89C51單片機(jī)的臭氧濃度在線測量系統(tǒng)[J];湖南工程學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2004年02期

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1 崔清亮;郭玉明;鄭德聰;;冷凍干燥物料水分在線測量系統(tǒng)的試驗研究[A];2007年中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2007年

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1 劉磊;基于光纖傳感的軸功率在線測量系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D];集美大學(xué);2016年

2 劉豐;發(fā)射率在線測量系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];華中科技大學(xué);2013年

3 陳斌;雙罩法發(fā)射率在線測量系統(tǒng)的研究開發(fā)[D];華中科技大學(xué);2011年

4 唐為義;流體粘度在線測量系統(tǒng)的設(shè)計與研究[D];青島科技大學(xué);2008年

5 王曉宇;薄膜厚度在線測量系統(tǒng)的研制[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2012年

6 李瑞忠;集成監(jiān)控技術(shù)的研究及其在鋼管在線測量系統(tǒng)中的應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2005年

7 高詩航;基于拉伐爾噴管的蒸汽濕度在線測量系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D];浙江大學(xué);2013年

8 李冰;熒光法海藻濃度在線測量系統(tǒng)的研究[D];燕山大學(xué);2010年

9 劉俊武;LED式固態(tài)薄膜厚度在線測量系統(tǒng)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

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本文編號：992365