基于多模干涉的光纖超聲波位移傳感器系統(tǒng)的優(yōu)化研究
發(fā)布時(shí)間:2021-04-25 16:20
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和城鎮(zhèn)化建設(shè)的推進(jìn),土木交通事業(yè)得到了蓬勃的發(fā)展。為了滿足地區(qū)間的聯(lián)系和解決交通擁堵的問題,橋梁的建設(shè)數(shù)量日益增加,一大批橋梁相繼建成,其結(jié)構(gòu)形式和功能日益多樣化,逐漸地承擔(dān)了區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重任。然而橋梁作為百年大計(jì),其服役年限達(dá)到幾十年甚至百年,期間荷載情況極其復(fù)雜,如風(fēng)荷載、溫度、車輛荷載及地震荷載等,其安全性時(shí)刻受到環(huán)境的考驗(yàn)。為了保證橋梁的安全性、耐久性和適用性,構(gòu)建一個(gè)經(jīng)濟(jì)且有效的橋梁位移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是極其重要的,其能及時(shí)地反饋橋梁安全狀況,對(duì)即將產(chǎn)生的災(zāi)害發(fā)出預(yù)警,防止生命財(cái)產(chǎn)的損失。鑒于現(xiàn)有橋梁位移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)的局限性,本文研發(fā)了新型橋梁位移監(jiān)測(cè)系統(tǒng),具有重要的工程實(shí)用價(jià)值及經(jīng)濟(jì)意義。本論文首先分析了橋梁位移監(jiān)測(cè)的研究背景和意義,通過對(duì)現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外的橋梁位移監(jiān)測(cè)技術(shù)、光纖傳感器技術(shù)和超聲波測(cè)距技術(shù)原理及優(yōu)缺點(diǎn)的比較分析,總結(jié)了目前橋梁位移監(jiān)測(cè)技術(shù)的局限性,為本論文新型位移監(jiān)測(cè)技術(shù)的開發(fā)提供了參考依據(jù)。其次針對(duì)橋梁位移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)適用性的要求,本論文提出了基于多模干涉的光纖超聲波傳感器系統(tǒng)用于橋梁三維位移非接觸式監(jiān)測(cè),并開展了光纖傳感器封裝材料優(yōu)化選擇及傳感器結(jié)構(gòu)...
【文章來源】:東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:90 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景和意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 橋梁位移監(jiān)測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.2.2 基于光纖傳感器的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)研究現(xiàn)狀
1.2.3 超聲波測(cè)距技術(shù)的研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
1.4 本章小結(jié)
第二章 光纖超聲波位移傳感器設(shè)計(jì)與性能優(yōu)化研究
2.1 前言
2.2 多模干涉光纖超聲波傳感器原理及設(shè)計(jì)制作
2.2.1 多模干涉光纖傳感器的設(shè)計(jì)原理
2.2.2 多模干涉光纖傳感器的制作
2.3 高彈振膜材料的優(yōu)化設(shè)計(jì)
2.4 多模干涉光纖傳感器結(jié)構(gòu)優(yōu)化模擬分析與試驗(yàn)分析
2.4.1 高彈振膜頻率理論分析
2.4.2 高彈振膜穩(wěn)態(tài)位移的有限元分析
2.4.3 基于高彈膜片結(jié)構(gòu)優(yōu)化的傳感器靈敏度實(shí)驗(yàn)分析
2.5 本章小結(jié)
第三章 光纖超聲波位移傳感器系統(tǒng)設(shè)計(jì)與誤差修正研究
3.1 前言
3.2 光纖超聲波位移傳感器系統(tǒng)設(shè)計(jì)及原理
3.2.1 光纖超聲波位移傳感器系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.2.2 光纖超聲波位移傳感器系統(tǒng)測(cè)距原理
3.3 非接觸式位移傳感實(shí)驗(yàn)研究
3.4 溫濕度環(huán)境串?dāng)_影響及其誤差修正方法研究
3.4.1 溫濕度環(huán)境串?dāng)_影響實(shí)驗(yàn)研究
3.4.2 位移傳感器系統(tǒng)誤差修正研究
3.5 本章小結(jié)
第四章 光纖超聲波三維位移傳感器技術(shù)與系統(tǒng)研究
4.1 前言
4.2 光纖超聲波三維位移傳感器理論模型及測(cè)距原理
4.2.1 三維位移傳感器理論模型
4.2.2 三維位移傳感器測(cè)距原理
4.3 光纖超聲波三維位移傳感器系統(tǒng)位移傳感實(shí)驗(yàn)研究
4.3.1 傳感器系統(tǒng)的脈沖信號(hào)探測(cè)實(shí)驗(yàn)研究
4.3.2 基于斜向傳感的三維位移傳感器系統(tǒng)的可行性分析
4.3.3 基于超聲波脈沖信號(hào)的三維位移傳感實(shí)驗(yàn)
4.4 本章小結(jié)
第五章 橋梁位移模擬監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)研究
5.1 前言
5.2 橋梁位移模擬監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)研究
5.2.1 橋梁位移模擬實(shí)驗(yàn)方案
5.2.2 橋梁位移模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
5.3 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 全文總結(jié)
6.2 結(jié)論
6.3 展望
參考文獻(xiàn)
作者在攻讀碩士期間發(fā)表的論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]DIY三維激光掃描儀內(nèi)參數(shù)的快速標(biāo)定[J]. 宗文鵬,李廣云,周陽林,王力,李明磊. 光子學(xué)報(bào). 2018(04)
[2]地下空間三維激光掃描等分辨率方法研究[J]. 余樂文,戰(zhàn)凱,張達(dá). 儀器儀表學(xué)報(bào). 2018(01)
[3]基于三維激光掃描的物體重構(gòu)建模[J]. 周海平. 計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制. 2017(12)
[4]數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在私家園林中的應(yīng)用研究[J]. 張青萍,梁慧琳,李衛(wèi)正,楊夢(mèng)珂,朱靈茜,黃安. 南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(01)
[5]近景攝影測(cè)量技術(shù)在斜拉橋橋塔健康監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究[J]. 薛愛新,劉晏玲,王培玉. 中外公路. 2017(03)
[6]基于高精度低空攝影測(cè)量的黃土滑坡精細(xì)測(cè)繪[J]. 彭大雷,許強(qiáng),董秀軍,亓星,巨袁臻,李驊錦. 工程地質(zhì)學(xué)報(bào). 2017(02)
[7]基于多基線近景攝影測(cè)量技術(shù)的館藏銅鼓三維重建[J]. 張作昌. 湘潭大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào). 2017(01)
[8]基于三維激光掃描技術(shù)的路面斷板深度檢測(cè)[J]. 曹霆,王衛(wèi)星,楊楠,高婷,王峰萍. 紅外與激光工程. 2017(02)
[9]車載三維激光掃描系統(tǒng)安置參數(shù)一站式標(biāo)定[J]. 王力,李廣云,楊新永,王永樂,周陽林,崔謙. 紅外與激光工程. 2016(11)
[10]油紙絕緣系統(tǒng)局放光纖傳感檢測(cè)方法[J]. 吳巧巧,周志強(qiáng),陳文,鄧建鋼,皮本熙,張偉超,張濤. 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(04)
博士論文
[1]基于分布式長(zhǎng)標(biāo)距應(yīng)變傳感的橋梁動(dòng)態(tài)性能監(jiān)測(cè)和損傷識(shí)別方法研究[D]. 吳必濤.東南大學(xué) 2016
[2]大量程超聲波測(cè)距系統(tǒng)研究[D]. 潘仲明.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2006
碩士論文
[1]基于光纖超聲波傳感的橋梁沉降分布式探測(cè)與解析研究[D]. 王自遠(yuǎn).東南大學(xué) 2017
[2]光纖超聲波傳感器用于非接觸式橋梁動(dòng)撓度監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究[D]. 董少博.東南大學(xué) 2017
[3]基于多模干涉技術(shù)的光纖聲發(fā)射技術(shù)用于橋梁撓度監(jiān)測(cè)的研究[D]. 王巍.東南大學(xué) 2016
[4]梁式結(jié)構(gòu)應(yīng)變模態(tài)識(shí)別方法及應(yīng)用[D]. 黃春陽.合肥工業(yè)大學(xué) 2016
[5]適用于橋梁振動(dòng)監(jiān)測(cè)的光纖加速度傳感器研究[D]. 韓晶.石家莊鐵道大學(xué) 2015
[6]基于多模干涉技術(shù)的光纖聲發(fā)射技術(shù)用于橋梁沉降監(jiān)測(cè)的研究[D]. 陳靜源.東南大學(xué) 2015
[7]橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 賈奇非.太原理工大學(xué) 2014
[8]納米TiN/Ti細(xì)化劑對(duì)純鋁及Al-4Cu合金組織與性能的影響[D]. 李玉潔.華中科技大學(xué) 2013
[9]超聲波無損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用研究[D]. 索會(huì)迎.南京郵電大學(xué) 2012
[10]近距離高精度超聲波測(cè)距系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D]. 鄒軼.大連理工大學(xué) 2009
本文編號(hào):3159703
【文章來源】:東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:90 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景和意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 橋梁位移監(jiān)測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.2.2 基于光纖傳感器的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)研究現(xiàn)狀
1.2.3 超聲波測(cè)距技術(shù)的研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
1.4 本章小結(jié)
第二章 光纖超聲波位移傳感器設(shè)計(jì)與性能優(yōu)化研究
2.1 前言
2.2 多模干涉光纖超聲波傳感器原理及設(shè)計(jì)制作
2.2.1 多模干涉光纖傳感器的設(shè)計(jì)原理
2.2.2 多模干涉光纖傳感器的制作
2.3 高彈振膜材料的優(yōu)化設(shè)計(jì)
2.4 多模干涉光纖傳感器結(jié)構(gòu)優(yōu)化模擬分析與試驗(yàn)分析
2.4.1 高彈振膜頻率理論分析
2.4.2 高彈振膜穩(wěn)態(tài)位移的有限元分析
2.4.3 基于高彈膜片結(jié)構(gòu)優(yōu)化的傳感器靈敏度實(shí)驗(yàn)分析
2.5 本章小結(jié)
第三章 光纖超聲波位移傳感器系統(tǒng)設(shè)計(jì)與誤差修正研究
3.1 前言
3.2 光纖超聲波位移傳感器系統(tǒng)設(shè)計(jì)及原理
3.2.1 光纖超聲波位移傳感器系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.2.2 光纖超聲波位移傳感器系統(tǒng)測(cè)距原理
3.3 非接觸式位移傳感實(shí)驗(yàn)研究
3.4 溫濕度環(huán)境串?dāng)_影響及其誤差修正方法研究
3.4.1 溫濕度環(huán)境串?dāng)_影響實(shí)驗(yàn)研究
3.4.2 位移傳感器系統(tǒng)誤差修正研究
3.5 本章小結(jié)
第四章 光纖超聲波三維位移傳感器技術(shù)與系統(tǒng)研究
4.1 前言
4.2 光纖超聲波三維位移傳感器理論模型及測(cè)距原理
4.2.1 三維位移傳感器理論模型
4.2.2 三維位移傳感器測(cè)距原理
4.3 光纖超聲波三維位移傳感器系統(tǒng)位移傳感實(shí)驗(yàn)研究
4.3.1 傳感器系統(tǒng)的脈沖信號(hào)探測(cè)實(shí)驗(yàn)研究
4.3.2 基于斜向傳感的三維位移傳感器系統(tǒng)的可行性分析
4.3.3 基于超聲波脈沖信號(hào)的三維位移傳感實(shí)驗(yàn)
4.4 本章小結(jié)
第五章 橋梁位移模擬監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)研究
5.1 前言
5.2 橋梁位移模擬監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)研究
5.2.1 橋梁位移模擬實(shí)驗(yàn)方案
5.2.2 橋梁位移模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
5.3 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 全文總結(jié)
6.2 結(jié)論
6.3 展望
參考文獻(xiàn)
作者在攻讀碩士期間發(fā)表的論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]DIY三維激光掃描儀內(nèi)參數(shù)的快速標(biāo)定[J]. 宗文鵬,李廣云,周陽林,王力,李明磊. 光子學(xué)報(bào). 2018(04)
[2]地下空間三維激光掃描等分辨率方法研究[J]. 余樂文,戰(zhàn)凱,張達(dá). 儀器儀表學(xué)報(bào). 2018(01)
[3]基于三維激光掃描的物體重構(gòu)建模[J]. 周海平. 計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制. 2017(12)
[4]數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在私家園林中的應(yīng)用研究[J]. 張青萍,梁慧琳,李衛(wèi)正,楊夢(mèng)珂,朱靈茜,黃安. 南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(01)
[5]近景攝影測(cè)量技術(shù)在斜拉橋橋塔健康監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究[J]. 薛愛新,劉晏玲,王培玉. 中外公路. 2017(03)
[6]基于高精度低空攝影測(cè)量的黃土滑坡精細(xì)測(cè)繪[J]. 彭大雷,許強(qiáng),董秀軍,亓星,巨袁臻,李驊錦. 工程地質(zhì)學(xué)報(bào). 2017(02)
[7]基于多基線近景攝影測(cè)量技術(shù)的館藏銅鼓三維重建[J]. 張作昌. 湘潭大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào). 2017(01)
[8]基于三維激光掃描技術(shù)的路面斷板深度檢測(cè)[J]. 曹霆,王衛(wèi)星,楊楠,高婷,王峰萍. 紅外與激光工程. 2017(02)
[9]車載三維激光掃描系統(tǒng)安置參數(shù)一站式標(biāo)定[J]. 王力,李廣云,楊新永,王永樂,周陽林,崔謙. 紅外與激光工程. 2016(11)
[10]油紙絕緣系統(tǒng)局放光纖傳感檢測(cè)方法[J]. 吳巧巧,周志強(qiáng),陳文,鄧建鋼,皮本熙,張偉超,張濤. 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(04)
博士論文
[1]基于分布式長(zhǎng)標(biāo)距應(yīng)變傳感的橋梁動(dòng)態(tài)性能監(jiān)測(cè)和損傷識(shí)別方法研究[D]. 吳必濤.東南大學(xué) 2016
[2]大量程超聲波測(cè)距系統(tǒng)研究[D]. 潘仲明.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2006
碩士論文
[1]基于光纖超聲波傳感的橋梁沉降分布式探測(cè)與解析研究[D]. 王自遠(yuǎn).東南大學(xué) 2017
[2]光纖超聲波傳感器用于非接觸式橋梁動(dòng)撓度監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究[D]. 董少博.東南大學(xué) 2017
[3]基于多模干涉技術(shù)的光纖聲發(fā)射技術(shù)用于橋梁撓度監(jiān)測(cè)的研究[D]. 王巍.東南大學(xué) 2016
[4]梁式結(jié)構(gòu)應(yīng)變模態(tài)識(shí)別方法及應(yīng)用[D]. 黃春陽.合肥工業(yè)大學(xué) 2016
[5]適用于橋梁振動(dòng)監(jiān)測(cè)的光纖加速度傳感器研究[D]. 韓晶.石家莊鐵道大學(xué) 2015
[6]基于多模干涉技術(shù)的光纖聲發(fā)射技術(shù)用于橋梁沉降監(jiān)測(cè)的研究[D]. 陳靜源.東南大學(xué) 2015
[7]橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 賈奇非.太原理工大學(xué) 2014
[8]納米TiN/Ti細(xì)化劑對(duì)純鋁及Al-4Cu合金組織與性能的影響[D]. 李玉潔.華中科技大學(xué) 2013
[9]超聲波無損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用研究[D]. 索會(huì)迎.南京郵電大學(xué) 2012
[10]近距離高精度超聲波測(cè)距系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D]. 鄒軼.大連理工大學(xué) 2009
本文編號(hào):3159703
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