隨著我國鐵路建設(shè)的飛速發(fā)展,鐵路沿線的邊坡變形失穩(wěn)問題變得愈發(fā)嚴峻。邊坡失穩(wěn)不僅會造成重大的財產(chǎn)損失和安全隱患,也是鐵路建設(shè)和運營所面臨的技術(shù)難題,迫切需要深入研究鐵路邊坡變形監(jiān)測預(yù)警技術(shù)。通過適當(dāng)?shù)谋O(jiān)測手段掌握鐵路邊坡的健康狀況,特別是及時發(fā)現(xiàn)邊坡變形危害,對確保鐵路邊坡安全意義重大。本文研究用于鐵路邊坡變形監(jiān)測的傾角傳感器,突破傳感器設(shè)計中的關(guān)鍵技術(shù),對建立實時在線監(jiān)測系統(tǒng),了解鐵路邊坡的結(jié)構(gòu)健康安全狀況,保障鐵路邊坡的安全和機車車輛運營安全具有十分重要的意義。本研究的主要工作內(nèi)容如下:首先,對邊坡變形監(jiān)測的技術(shù)手段和應(yīng)用情況進行歸類和分析,總結(jié)了光纖傳感技術(shù)在鐵路邊坡變形監(jiān)測中的應(yīng)用現(xiàn)狀以及光纖傾角傳感器的研究現(xiàn)狀,提出了設(shè)計新型高靈敏度的光纖傾角傳感器用于邊坡變形監(jiān)測。第二,設(shè)計了一種基于FBG的垂直擺式傾角傳感器。為解決擺系在擺動過程中機械摩擦較大的問題,提出了一種新型的刀片―V槽小阻力轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu),可以有效減小轉(zhuǎn)動摩擦,顯著提高了傳感器的遲滯性、重復(fù)性等各項性能;通過最優(yōu)化理論對傳感器的結(jié)構(gòu)參數(shù)進行了優(yōu)化設(shè)計,提高了傳感器的靈敏度;同時利用具有更高光譜分辨率的FBG-FP作為傳...

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 鐵路邊坡變形監(jiān)測技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 光纖傳感技術(shù)在鐵路邊坡監(jiān)測中的應(yīng)用研究
        1.2.3 光纖傾角傳感器的研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容
第二章 光纖光柵傾角傳感器的研制
    2.1 光纖光柵傳感特性
        2.1.1 FBG傳感基本原理
        2.1.2 FBG的應(yīng)變傳感原理
        2.1.3 FBG的溫度傳感原理
        2.1.4 FBG應(yīng)變與溫度耦合作用分析
    2.2 基于FBG的傾角傳感器的研制
        2.2.1 新型垂直擺式FBG傾角傳感器的總體結(jié)構(gòu)與工作原理
        2.2.2 新型垂直擺式FBG傾角傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計
        2.2.3 新型垂直擺式FBG傾角傳感器的解調(diào)
        2.2.4 新型垂直擺式FBG傾角傳感器的性能測試
        2.2.5 新型垂直擺式FBG傾角傳感器的溫度特性實驗
    2.3 基于FBG-FP的傾角傳感器的研制
        2.3.1 FBG-FP的傳感特性
        2.3.2 垂直擺式FBG-FP傾角傳感器的解調(diào)
        2.3.3 新型垂直擺式FBG-FP傾角傳感器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計
        2.3.4 優(yōu)化后的光纖光柵傾角傳感器的性能測試
    2.4 本章小結(jié)
第三章 白光干涉型光纖F-P傾角傳感器的研制
    3.1 光纖白光F-P干涉?zhèn)鞲性?br>        3.1.1 光纖F-P干涉結(jié)構(gòu)分類
        3.1.2 白光型非本征光纖F-P傳感器的基本原理
    3.2 EFPI腔的設(shè)計與制作
        3.2.1 EFPI結(jié)構(gòu)參數(shù)與器件的選擇
        3.2.2 EFPI的制備
    3.3 基于EFPI的光纖傾角傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計
    3.4 白光干涉型光纖F-P傾角傳感器的解調(diào)方案
    3.5 白光干涉型光纖F-P傾角傳感器的傳感特性實驗
        3.5.1 傳感器性能參數(shù)測試
        3.5.2 傳感器長期穩(wěn)定性測試
    3.6 本章小結(jié)
第四章 光纖傾角傳感器的工程應(yīng)用方案
    4.1 邊坡深部變形監(jiān)測
        4.1.1 基于光纖傾角傳感器的邊坡深部變形監(jiān)測原理
        4.1.2 用于深部變形監(jiān)測的光纖傾角傳感器的安裝
        4.1.3 測斜儀的埋設(shè)
    4.2 邊坡地表變形監(jiān)測
        4.2.1 基于光纖傾角傳感器的邊坡地表變形監(jiān)測原理
        4.2.2 用于地表變形監(jiān)測光纖傾角傳感器的安裝
    4.3 邊坡變形監(jiān)測系統(tǒng)
    4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻
致謝
個人簡歷、在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號：3856426