為了實時監(jiān)測大跨橋梁建設(shè)與運營過程中的水流流向變化,以有效分析和掌控水流對橋墩的沖刷,維護(hù)水中墩臺基礎(chǔ),利用SolidWorks軟件設(shè)計了一種基于光纖傳感技術(shù)的水流流向監(jiān)測傳感器。該傳感器由萬向板、凸輪推桿等結(jié)構(gòu)組成,通過將水流的流向轉(zhuǎn)化成金屬絲的拉壓應(yīng)變,實現(xiàn)對不定向水流流向的實時監(jiān)測。利用凸輪推桿機(jī)構(gòu)在拉壓過程中的偏轉(zhuǎn)角度的不同,能夠?qū)崿F(xiàn)正負(fù)180°流向的區(qū)分。對水流流向的理論計算公式進(jìn)行了合理推導(dǎo),并進(jìn)行了室內(nèi)傳感器標(biāo)定試驗。結(jié)果表明:該傳感器可以實現(xiàn)360°實時在線監(jiān)測水流流向變化,誤差始終保持在6%以內(nèi),具有較高的精度。該傳感器的設(shè)計使用能夠為橋梁施工建設(shè)和安全運營以及水文環(huán)境監(jiān)測提供技術(shù)支撐。 

【文章頁數(shù)】：7 頁

【文章目錄】：
0 引 言
1 傳感器結(jié)構(gòu)及傳感原理
    1.1 傳感器結(jié)構(gòu)
    1.2 傳感器流向測量原理
        1.2.1 萬向板自適應(yīng)水流[10]
        1.2.2 水流流向轉(zhuǎn)化原理
            1.2.2.1 水流流向轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)向
            1.2.2.2 轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)化為封閉推桿位移
        1.2.3 實現(xiàn)360°流向監(jiān)測
            1.2.3.1 偏心輪2和封閉推桿2的設(shè)置
            1.2.3.2 凸輪推桿機(jī)構(gòu)流向轉(zhuǎn)化原理
            1.2.3.3 封閉推桿位移轉(zhuǎn)化為光纖光柵應(yīng)變
2 流向理論計算表達(dá)式
3 試驗分析
    3.1 試驗內(nèi)容
    3.2 數(shù)據(jù)分析
        3.2.1 測試波長與理論流向的關(guān)系
        3.2.2 理論與標(biāo)準(zhǔn)試驗值對比
    3.3 試驗誤差分析
        (1)兩個偏心輪間的潤滑度:
        (2)金屬絲的強度:
        (3)光纖光柵的粘貼工藝和預(yù)拉力設(shè)置:
    3.4 市場常規(guī)流向傳感器對比
4 結(jié)論與展望


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]光纖布喇格光柵水流流速傳感器的設(shè)計[J]. 張浩,鐘志鑫,胡軍海,趙雨佳.  光通信技術(shù). 2019(10)
[2]基于傾斜測流的浮標(biāo)海流計原型設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 陳卓,任久春,朱謙.  自動化儀表. 2019(04)
[3]海流計發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢展望[J]. 宋大雷,周相建,陳朝暉,周麗芹,鄭金明.  船海工程. 2017(01)
[4]磁阻傳感器在海流計流向測量中的應(yīng)用研究[J]. 王沛云,秦平,陳魯疆.  海洋技術(shù). 2012(03)
[5]S4海流計的應(yīng)用方法[J]. 史峰,程琛,王鵬飛.  氣象水文海洋儀器. 2011(04)
[6]基于同位素測井技術(shù)的地下水流速流向測量系統(tǒng)研制[J]. 趙新華,王永敏,潘國鋒,李艷潔.  科技信息. 2011(10)
[7]一種新型硅壓阻式流速流向傳感器的設(shè)計[J]. 魏澤文,秦明,黃慶安.  儀器儀表學(xué)報. 2007(08)
[8]斜交橋下水流流向偏轉(zhuǎn)角度的理論分析[J]. 李付軍,張佰戰(zhàn),林桂賓.  水科學(xué)進(jìn)展. 2005(05)

碩士論文
[1]多芯光纖流速/流向測量技術(shù)研究[D]. 白景華.燕山大學(xué) 2019
[2]可測上升流三維海流傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計與流場分析[D]. 劉建華.合肥工業(yè)大學(xué) 2014



本文編號：3710930