發(fā)布時間：2021-11-04 19:50

　　隨著光纖傳感技術(shù)的發(fā)展,光纖法珀壓力傳感器以其體積小、質(zhì)量輕、不受電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用。所以研究實(shí)用性強(qiáng)、測量精度高、一致性好的光纖法珀壓力傳感器有很重要的意義。本文首先介紹了光纖法珀壓力傳感器和解調(diào)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀及其應(yīng)用,在光纖法珀傳感多光束干涉原理的基礎(chǔ)上對光纖法珀腔的輸出光譜特性進(jìn)行了分析,對幾種光纖法珀傳感解調(diào)算法做了理論研究。設(shè)計(jì)了臺面膜傳感器結(jié)構(gòu),分析了法珀腔腔長對反射信號的影響以及臺面膜半徑、膜片厚度以及臺面高度對撓度的影響,并用ANSYS結(jié)構(gòu)力學(xué)仿真對臺面膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模,對均布載荷的情況下,臺面中心點(diǎn)位移的變化進(jìn)行分析。為臺面膜結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了理論和仿真基礎(chǔ),具有一定的參考價(jià)值。對光纖法珀壓力傳感系統(tǒng)進(jìn)行了研究,主要包括解調(diào)系統(tǒng)的硬件以及軟件部分的設(shè)計(jì)。其中,硬件部分主要對寬譜光源和標(biāo)準(zhǔn)具進(jìn)行了測試與分析;軟件部分采用虛擬儀器開發(fā)平臺Lab VIEW軟件進(jìn)行了采集程序的編寫、插值算法的設(shè)計(jì)以及標(biāo)準(zhǔn)具波長算法的程序設(shè)計(jì),對幾種尋峰算法進(jìn)行了仿真分析。實(shí)現(xiàn)了光譜數(shù)據(jù)的采集、尋峰及波長計(jì)算算法。最后對實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的F-P壓力傳感器以及解調(diào)儀進(jìn)行了評價(jià),對解調(diào)儀的性能進(jìn)行... 

【文章來源】：華北電力大學(xué)河北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：57 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖3-6臺面膜實(shí)體模型

華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文243.3臺面膜力學(xué)結(jié)構(gòu)仿真本文用ANSYS軟件對臺面結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行仿真分析，本文中臺面結(jié)構(gòu)膜片的材料選為二氧化硅，楊氏模量E=7.3×1010Pa，泊松比ν=0.17，膜片半徑a=0.5mm，厚度為h1=0.08mm，臺面半徑b=0.15mm，臺面高度h2=0.04mm。首先建立臺面膜片實(shí)體模型，臺面膜是一個整體，因此，在將兩個薄的圓柱畫完之后，使用Add命令將兩個薄圓柱結(jié)合起來，使兩者成為一個整體。圖3-6為臺面膜片的三維模型。圖3-6臺面膜實(shí)體模型然后對模型采用網(wǎng)格劃分，進(jìn)行網(wǎng)格劃分后的模型如圖3-7所示。圖3-7劃分網(wǎng)格后的臺面膜網(wǎng)格劃分后，對其進(jìn)行約束，在本次設(shè)計(jì)的臺面膜結(jié)構(gòu)中，是將圓膜的四周固支約束，因此需要把圓膜四周所有節(jié)點(diǎn)選中，結(jié)果如圖3-8所示。

華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文25圖3-8施加約束后的臺面膜模型對膜片加壓，采用分布載荷的方法，首先在軸向施加以0.02MPa為步進(jìn)的0-0.12MPa壓力，查看膜片的受力情況，感壓膜片截面撓度分析圖如圖3-9所示。圖3-10為臺面膜撓度大小沿直徑方向的變化坐標(biāo)圖，可以明顯的觀察到，在增加了臺面結(jié)構(gòu)之后，敏感膜中心位置的偏移比較平坦，可以滿足傳感器對法珀腔平行度的要求，從而提高傳感器的測量精度。（a）正視圖（b）俯視圖圖3-9感壓膜片截面撓度分析圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]基于ARM的小型化多通道光纖法珀壓力傳感解調(diào)系統(tǒng)研究[D]. 周翔.天津大學(xué) 2017
[2]光纖法珀傳感器解調(diào)技術(shù)研究[D]. 張漢坤.電子科技大學(xué) 2013
[3]基于NI數(shù)據(jù)采集模塊光纖光柵傳感解調(diào)系統(tǒng)研究[D]. 鄧希望.武漢理工大學(xué) 2013
[4]微型非本征法布里—珀羅干涉光纖壓力傳感器研究[D]. 董玉珮.大連理工大學(xué) 2006



本文編號：3476339