本文關(guān)鍵詞：光纖Bragg光柵動(dòng)態(tài)風(fēng)速風(fēng)向儀的研制，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：風(fēng)是表示空氣水平運(yùn)動(dòng)的物理量。它是向量,既有大小即風(fēng)速,又有方向即風(fēng)向。風(fēng)速和風(fēng)向隨時(shí)間的變化是很大的,并帶有明顯的陣發(fā)性。風(fēng)對人類的生活與生產(chǎn)產(chǎn)生著巨大的影響,風(fēng)速與風(fēng)向作為生產(chǎn)環(huán)境、民航、電力、國防、交通運(yùn)輸?shù)确矫嬷匾男畔?shù),風(fēng)速和風(fēng)向的監(jiān)測一直是工程測試中的重要內(nèi)容。 目前測量風(fēng)速風(fēng)向的傳感器有很多種,如畢托管測風(fēng)速、熱線熱膜測風(fēng)速風(fēng)向、超聲波測風(fēng)速風(fēng)向、以及傳統(tǒng)的機(jī)械式傳感器測風(fēng)速風(fēng)向等。傳統(tǒng)的機(jī)械式傳感器測風(fēng)速風(fēng)向是測量風(fēng)速風(fēng)向的主要方法,它具有結(jié)構(gòu)簡單可靠、線性關(guān)系好、抗強(qiáng)風(fēng)能力強(qiáng)、響應(yīng)快、精度高等特點(diǎn),但是其抗干擾能力差,遠(yuǎn)程檢測時(shí)需要中間繼電站和供電措施,不利于遠(yuǎn)程檢測。光纖Bragg光柵作為一種新型的無源光子器件,光纖Bragg光柵傳感器的研制與應(yīng)用受到了普遍的關(guān)注。光纖Bragg光柵具有體積小、質(zhì)量輕、損耗低易于遠(yuǎn)程檢測、易串行復(fù)用,又具有抗腐蝕和電磁干擾等優(yōu)點(diǎn),在生產(chǎn)環(huán)境、航空航天以及能源化工等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。 本文將光纖光柵傳感檢測技術(shù)與傳統(tǒng)機(jī)械式傳感器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)相結(jié)合,研制了一種光纖Bragg光柵風(fēng)速風(fēng)向儀。主要研究內(nèi)容如下： (1)基于風(fēng)杯轉(zhuǎn)速與風(fēng)速成線性關(guān)系理論以及風(fēng)向標(biāo)旋轉(zhuǎn)角度與等強(qiáng)度懸臂梁的應(yīng)變特性的理論建立了傳感模型,設(shè)計(jì)了可以同時(shí)測量風(fēng)速與風(fēng)向的光纖Bragg光柵風(fēng)速風(fēng)向儀； (2)根據(jù)風(fēng)速風(fēng)向儀的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),對風(fēng)速風(fēng)向儀的轉(zhuǎn)速凸輪、等強(qiáng)度懸臂梁、角度凸輪和方向凸輪的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì),并選取其材料以及加工其結(jié)構(gòu)。 (3)根據(jù)傳感器的測試需要,搭建了用于測試風(fēng)速風(fēng)向儀的測試平臺,對風(fēng)速風(fēng)向儀實(shí)際性能進(jìn)行了測試。 (4)通過對風(fēng)速風(fēng)向儀的測試,風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該風(fēng)速傳感器的起動(dòng)風(fēng)速為0.9m/s,風(fēng)速傳感系數(shù)為0.603。 (5)通過對風(fēng)速風(fēng)向儀的測試,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該風(fēng)向傳感器的起動(dòng)風(fēng)速為1.2m/s,非線性誤差7.92%FS,靈敏度為1.47皮米／度,重復(fù)性誤差為6.03%FS。
【關(guān)鍵詞】：光纖Bragg光柵 風(fēng)速 風(fēng)向 風(fēng)洞 波長移位
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH765.4
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-24
• 1.1 引言12
• 1.2 風(fēng)的概述12-13
• 1.3 風(fēng)速的測量方法13-19
• 1.3.1 旋轉(zhuǎn)式風(fēng)速計(jì)14-16
• 1.3.2 畢托管16-17
• 1.3.3 散熱式風(fēng)速計(jì)17-18
• 1.3.4 聲學(xué)風(fēng)速計(jì)18
• 1.3.5 激光多普勒測風(fēng)18-19
• 1.3.6 粒子成像速度場儀19
• 1.4 風(fēng)向的測量方法19-20
• 1.4.1 風(fēng)向標(biāo)19-20
• 1.4.2 其他風(fēng)向測量方法20
• 1.5 各種風(fēng)速風(fēng)向傳感器特點(diǎn)總結(jié)20-22
• 1.6 風(fēng)速風(fēng)向測量的國內(nèi)外發(fā)展概況22
• 1.7 本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)22-24
• 第二章 光纖Bragg光柵風(fēng)速風(fēng)向儀的設(shè)計(jì)24-36
• 2.1 引言24
• 2.2 光纖Bragg光柵風(fēng)速風(fēng)向儀的結(jié)構(gòu)與測量原理24-28
• 2.3 光纖Bragg光柵風(fēng)速風(fēng)向儀的測量模型28-34
• 2.3.1 光纖Bragg光柵與等強(qiáng)度懸臂梁之間的傳感模型28-30
• 2.3.2 風(fēng)杯轉(zhuǎn)速與風(fēng)速的數(shù)學(xué)模型30-33
• 2.3.3 光纖Bragg光柵風(fēng)向傳感器數(shù)學(xué)模型33-34
• 2.4 小結(jié)34-36
• 第三章 光纖Bragg光柵風(fēng)速風(fēng)向儀的研制36-46
• 3.1 引言36
• 3.2 傳感器加工組件的材料選擇36-38
• 3.2.1 粘貼劑的選擇36-38
• 3.2.2 加工組件材料選擇38
• 3.3 風(fēng)速傳感器的零件加工原理及其加工38-41
• 3.3.1 風(fēng)杯式主體39
• 3.3.2 轉(zhuǎn)速凸輪39-40
• 3.3.3 等強(qiáng)度懸臂梁40
• 3.3.4 光纖Bragg光柵風(fēng)速傳感器的裝配40-41
• 3.4 風(fēng)向傳感器的零件加工原理及其加工41-44
• 3.4.1 風(fēng)向標(biāo)主體41
• 3.4.2 角度凸輪41-42
• 3.4.3 方向凸輪42-43
• 3.4.4 等強(qiáng)度懸臂梁43
• 3.4.5 光纖Bragg光柵風(fēng)向傳感器的裝配43-44
• 3.4.6 光纖的熔接和保護(hù)44
• 3.5 小結(jié)44-46
• 第四章 光纖Bragg光柵風(fēng)速風(fēng)向儀的測試實(shí)驗(yàn)46-76
• 4.1 引言46
• 4.2 光纖Bragg光柵風(fēng)速傳感器的測試實(shí)驗(yàn)與分析46-55
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)原理46-47
• 4.2.2 風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)47-48
• 4.2.3 試驗(yàn)中的儀器48-50
• 4.2.4 風(fēng)速傳感器的測試實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)分析50-55
• 4.3 光纖Bragg光柵風(fēng)向傳感器的測試實(shí)驗(yàn)與分析55-74
• 4.3.1 實(shí)驗(yàn)原理55-56
• 4.3.2 風(fēng)向傳感器的測量精度56-57
• 4.3.3 測試平臺的研制57-58
• 4.3.4 風(fēng)向傳感器的測試實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)58-74
• 4.4 小結(jié)74-76
• 第五章 總結(jié)與展望76-78
• 5.1 總結(jié)76
• 5.2 展望76-78
• 致謝78-80
• 參考文獻(xiàn)80-86
• 附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文與參加課題86

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：光纖Bragg光柵動(dòng)態(tài)風(fēng)速風(fēng)向儀的研制，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：335891