本文關(guān)鍵詞： 光纖傳感器 柴油機 溫度 振動 流量　出處：《山東大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：本文對光纖傳感器在大型柴油發(fā)動機性能測試中的技術(shù)應(yīng)用進行了研究,主要針對柴油機缸蓋溫度、柴油機振動和柴油機空氣進氣流量進行了光纖測試技術(shù)分析,實現(xiàn)了柴油機性能測試需要的光纖傳感器理論模擬、結(jié)構(gòu)設(shè)計和樣品研制,完成了相關(guān)實驗,得出光纖傳感器相比傳統(tǒng)傳感器的優(yōu)越性。本文的主要研究內(nèi)容如下：1)針對目前應(yīng)用于柴油機的電傳感器的不足,并結(jié)合柴油機特殊實驗測試的要求,設(shè)計了相應(yīng)的光纖傳感結(jié)構(gòu),結(jié)合光纖多路解調(diào)儀,搭建了測試系統(tǒng)。論文分析了發(fā)動機性能溫度測試現(xiàn)狀,比較了熱電偶傳感測試的優(yōu)劣,結(jié)合光纖傳感器和柴油機缸蓋的結(jié)構(gòu)特點,設(shè)計了光纖溫度傳感探針和相關(guān)的測試方案。完成后的溫度探針先進行了山東大學內(nèi)燃機實驗室的六缸柴油機的缸蓋溫度測試,后又在東風商用車技術(shù)中心研發(fā)的新型一體式六缸缸蓋溫度測試中得到驗證。2)研究了光纖傳感器在柴油機振動性能測試中的應(yīng)用技術(shù),介紹了光纖光柵傳感的軸向應(yīng)變特性,結(jié)合柴油機的特點,設(shè)計了傳感器結(jié)構(gòu)。進行了ANSYS有限元模擬,確定了傳感器的最佳參數(shù),研制出樣品,并應(yīng)用在萊內(nèi)1110單杠柴油機的振動測試中,實驗得到了光纖振動傳感器在柴油機不同轉(zhuǎn)速下的響應(yīng)輸出信號。3)研究了光纖傳感器在柴油機進氣流量測試中的應(yīng)用,介紹了流量的一些特征參數(shù)和光纖光柵流量測試原理,結(jié)合柴油機進氣管道的結(jié)構(gòu)和進氣特點,設(shè)計了一種新型的懸臂梁結(jié)構(gòu)的流量傳感器,建立了流量傳感的數(shù)學模型,采用有限元軟件模擬,得出了懸臂梁的最佳角度和光柵最佳安裝位置,為下一步傳感器的加工制作奠定了基礎(chǔ)。論文最后總結(jié)了目前課題的研究工作,分析了存在的問題,給出研究展望。
[Abstract]:In this paper, the application of optical fiber sensor in the performance test of large diesel engine is studied, which is mainly aimed at the cylinder head temperature of diesel engine. The vibration of diesel engine and the air intake flow of diesel engine are analyzed by optical fiber test technology. The theoretical simulation, structure design and sample development of optical fiber sensor for diesel engine performance testing are realized. The main research contents of this paper are as follows: 1) aiming at the shortage of electric sensor used in diesel engine at present, and combining with the requirement of diesel engine special experiment test. The corresponding optical fiber sensing structure is designed and the testing system is set up combining with the optical fiber multichannel demodulator. The paper analyzes the current situation of engine performance temperature testing and compares the merits and demerits of the thermocouple sensing test. Combined with optical fiber sensor and diesel engine cylinder head structure characteristics. The optical fiber temperature sensing probe and the related testing scheme were designed. The temperature probe was first used to test the cylinder head temperature of the six-cylinder diesel engine in Shandong University Internal Combustion engine Laboratory. The application technology of optical fiber sensor in the vibration performance test of diesel engine has been studied in the new integrated six-cylinder cylinder head temperature test developed by Dongfeng Commercial vehicle Technology Center (Dongfeng Commercial vehicle Technology Center). The axial strain characteristics of fiber Bragg grating sensor are introduced. The structure of the sensor is designed based on the characteristics of diesel engine. The ANSYS finite element simulation is carried out to determine the optimum parameters of the sensor and the sample is developed. And applied in the vibration test of Lennes 1110 horizontal bar diesel engine. The response output signal of optical fiber vibration sensor at different speed of diesel engine. 3) the application of optical fiber sensor in the measurement of intake air flow of diesel engine is studied. Some characteristic parameters of flow and the principle of FBG flow measurement are introduced. A new type of flow sensor with cantilever beam structure is designed according to the structure and characteristics of intake pipe of diesel engine. The mathematical model of flow sensing is established, and the optimum angle of cantilever beam and the optimal installation position of grating are obtained by using finite element software. Finally, the paper summarizes the current research work, analyzes the existing problems, and gives the research prospect.
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP212;TK427

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本文編號：1462528