机械装置的光纤光栅动态检测技术及应用PDF电子书下载

1绪论 1

1.1 动态检测的概念和任务 1

1.1.1 动态检测 1

1.1.2 动态检测的主要任务 2

1.2 光纤光栅动态检测技术与系统 3

1.2.1 光纤光栅动态检测技术 3

1.2.2 光纤光栅动态检测系统的基本组成 4

1.2.3 多测点（分布式）多参数动态信号的分析处理 6

1.3 光纤光栅动态检测技术的应用现状 7

1.3.1 大型工程结构状态检测的应用 7

1.3.2 机械装备运行状态检测的应用 8

1.3.3 其他检测应用 9

2光纤光栅检测基础 11

2.1 光纤光栅 11

2.1.1 光纤光栅的制作 11

2.1.2 光纤光栅的类型 13

2.2 光纤光栅的传感原理和性能指标 15

2.2.1 光纤光栅的传感原理 15

2.2.2 光纤光栅的传感性能指标 16

2.3 光纤光栅增敏封装 17

2.3.1 光纤光栅应变增敏 18

2.3.2 光纤光栅温度增敏 18

2.4 光纤光栅波长解调技术 19

2.4.1 光纤光栅波长解调的基本概念 19

2.4.2 单点光纤光栅波长解调 20

2.4.3 多点光纤光栅波长解调 26

2.5 光纤光栅的交叉敏感解耦原理 28

2.5.1 应变与温度交叉敏感解耦 28

2.5.2 压力与温度交叉敏感解耦 29

2.5.3 位移与温度交叉敏感解耦 30

2.6 光纤光栅的复用技术 32

2.6.1 光纤光栅波分复用技术 33

2.6.2 光纤光栅时分复用技术 34

2.6.3 光纤光栅空分复用技术 35

3光纤光栅传感器 36

3.1 光纤光栅应变传感器 36

3.1.1 粘贴式光纤光栅应变传感器 36

3.1.2 增敏型光纤光栅应变传感器 41

3.2 光纤光栅温度传感器 43

3.2.1 裸光纤光栅温度传感器 43

3.2.2 增敏型光纤光栅温度传感器 44

3.3 光纤光栅振动传感器 46

3.3.1 非接触式光纤光栅振动传感器 46

3.3.2 温度解耦的光纤光栅振动传感器 50

3.3.3 二维光纤光栅振动传感器 53

3.3.4 三维光纤光栅振动传感器 59

3.4 光纤光栅位移传感器 65

3.4.1 光纤光栅位移测量原理 65

3.4.2 光纤光栅位移传感器的传感特性 67

3.5 光纤光栅压力传感器 68

3.5.1 光纤光栅压力测量原理 68

3.5.2 光纤光栅压力传感器的传感特性 71

4光纤光栅动态检测信号的传输与处理 73

4.1 分布式光纤光栅传感信号的传输 73

4.1.1 分布式光纤光栅传感信号的传输要求 73

4.1.2 分布式光纤光栅传感信号的传输方法 74

4.2 非接触光纤信号耦合传输方法 74

4.2.1 非接触光纤信号耦合传输原理 74

4.2.2 非接触光纤信号耦合传输方法 75

4.2.3 旋转机械光信号的光耦合传输 78

4.3 分布式传感信号的配准与融合原理 79

4.3.1 分布式传感信号的时空配准方法 79

4.3.2 分布式传感信号的融合原理 89

4.4 非平稳信号处理的基本方法 95

4.4.1 短时傅立叶变换 95

4.4.2 小波变换 95

4.4.3 希尔伯特-黄变换 96

4.4.4 局部均值分解 98

5大型薄壁结构件变形的光纤光栅动态检测 101

5.1 大型薄壁结构件变形检测 101

5.1.1 薄壁件变形的光学监测技术 102

5.1.2 薄壁结构件变形的在线监测技术 105

5.2 大型薄壁件的光纤光栅测量 106

5.2.1 大型薄壁件变形的光纤光栅分布测量系统 106

5.2.2 大型薄壁件的光纤光栅测点布置 107

5.2.3 大型薄壁件变形的重构计算模型 113

5.3 基于光纤光栅测试数据的大型薄壁件可视化实时变形监测系统 120

5.3.1 可视化监测 120

5.3.2 三维曲面重构基本原理 120

5.3.3 大型薄壁件变形的可视化监测 121

6旋转机械的光纤光栅动态检测 124

6.1 旋转机械动态检测的基本问题 124

6.1.1 旋转机械动态检测的概念 124

6.1.2 旋转机械动态检测的主要方法 125

6.1.3 旋转机械动态检测的主要问题 126

6.2 旋转机械光纤光栅动态检测方法 126

6.2.1 旋转机械的光纤光栅测点布置 126

6.2.2 旋转机械光纤光栅多测点（分布式）多参数检测系统 127

6.3 旋转叶片的光纤光栅动态检测 129

6.3.1 旋转叶片的光纤光栅测点布置 130

6.3.2 基于光纤光栅的旋转叶片状态监测实验系统 135

6.3.3 旋转叶片的静态特性测试 138

6.3.4 旋转叶片的动态特性测试 139

6.4 汽轮机转子的光纤光栅动态检测 145

6.4.1 转子的光纤光栅测点布置 145

6.4.2 转子的光纤光栅动态检测与分析 146

6.5 齿轮箱的光纤光栅动态检测 148

6.5.1 旋转齿轮的光纤光栅测点布置 149

6.5.2 旋转齿轮的光纤光栅动态检测与分析 150

7大型金属结构件热变形的光纤光栅动态检测 154

7.1 大型金属结构件热变形的基本问题 154

7.1.1 热变形的基本概念 154

7.1.2 热变形测量的主要方法 155

7.1.3 热变形测量的主要问题 163

7.2 大型金属结构件热变形光纤光栅测量 164

7.2.1 大型金属结构件热变形光纤光栅测量的优势 164

7.2.2 大型金属结构件热变形的光纤光栅测点布置 165

7.2.3 基于测量数据的大型金属结构件热变形计算方法 166

7.3 大型数控机床热变形误差的光纤光栅检测 174

7.3.1 大型数控机床热变形误差的基本问题 174

7.3.2 大型数控机床热变形误差光纤光栅测量 176

参考文献 182