Главная » Просмотр файлов » Диссертация

Диссертация (1091115), страница 6

Файл №1091115 Диссертация (Разработка методик и аппаратуры для технической диагностики промышленного оборудования с применением волоконно­оптического телеметрического комплекса) 6 страницаДиссертация (1091115) страница 62018-01-18СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

Величина эффекта определяется упругими иупругооптическимипараметрами,коэффициентамиопределяющимикварцевогогеометриюВСстекла.приОсновнымимеханическомвоздействии, являются модуль Юнга и коэффициент Пуассона, которые длякварцевого стекла составляют 76 ГПа и 0,164 соответственно.

Изменение ППкварцевогостеклаопределяетсяупругооптическимикоэффициентамиПоккельса (p11 = 0,121и p12 = 0,270). Так, при однонаправленнойдеформации это изменение имеет вид:Δ = −03211 − 2120,03403�12 − (11 + 12 )� = − 2 � 0,22 � ,0,2212 − (11 + 12 )(1.5)30где n0 – значение ПП в недеформированном состоянии, εх – величинаоднонаправленной деформации световода.Частными случаями ВОД, использующих упругооптический эффект,являются датчики магнитного поля с магнитострикционным покрытием,акустические датчики и волоконные брэгговские решетки.В магнитострикционных датчиках ВС покрывают ферромагнитнымматериалом, либо внедряют в состав магнитострикционного элемента. Приприложении магнитного поля магнитострикционный элемент расширяетсявдоль направления поля, растягивая чувствительный участок ВС. Прирастяжении эффективный ПП световода и длина растянутого участкаменяются, что позволяет зарегистрировать величину магнитного поля.По результатам анализа распределенных и квазираспределенныхметодовтехническойдиагностикибылисформулированывыходныетехнические и метрологические параметры, достигаемые данными методами.Технические и метрологические характеристики распределенных иквазираспределенных методов можно свести в таблицу 1.1.Таблица 1.1.

Технические и метрологические характеристики методовТехническиеметрологичесскиехарактеристикииПространственноеразрешениеРаспределенныеметодыКвазираспределенныеметоды10 м0,01 мВремяизмерения1 минодного рабочего канала<1сАбсолютнаяпогрешность измерения ± 2 °Стемпературы± 1 °САбсолютнаяпогрешность измерения ± 0.01%деформации± 0.0005%Характерные длины ВСдо 10 кмдо 10 км311.2.3.

Аппаратура для локальной и квазираспределеннойтехнической диагностики с использованием волоконно-оптическихсредствИзобщегоклассаВОДследуетвыделитьтакназываемыеквазираспределенные датчики, в которых не весь волоконный световодявляется чувствительным элементом, а некоторые заранее выделенныеучастки или специальные волоконные устройства, например, волоконныебрэгговские решетки (ВБР) [30].Такие волоконно-оптические системы датчиков называют такжемультиплексированнымилинейкамиилиантеннами. Преимуществамиквазираспределенных ВОД является то, что при измерениях достаточнополучить информацию о номере датчика, чтобы знать его координату.Чувствительные элементы таких датчиков и измерительных системмогут быть оптимизированы для измерения выбранного физическогопараметра.Крометогоимеютсяширокиевозможностипоихконструированию.Дляполученияинформациисчувствительныхэлементовквазираспределенных ВОД необходима регистрирующая аппаратура.Ниже представлены и проанализированы квазираспределенные ВОД исовременная регистрирующая аппаратура.Квазираспределенные ВОД на основе ВБР [20]ВосновуквазираспределенныхВОДположенасобственнаятемпературная чувствительность резонансной длины волны ВБР.

Корпусдатчика предназначен для защиты волоконного световода с ВБР отмеханических повреждений и для крепления датчика к объекту измерения. Кчислу достоинств такой конструкции датчика можно отнести отсутствиемеханической деформации световода, что увеличивает надежность и срокэксплуатации датчика [32].Сприменениемсовременнойрегистрирующейаппаратуры(регистрирующих модулей) типичная точность измерения температуры в32большинстве случаев лучше, чем ± 1 °С. Температурный диапазон измерениятемпературы определяется конструктивными особенностями датчика ииспользованными материалами. В большинстве случаев этот диапазонсоставляет от -50 до +150°С. Датчики этого типа имеют волоконные выводыс двух сторон и могут быть расположены в линию для реализацииквазираспределенного измерения температуры.Для примера в таблице 1.2 приведены несколько вариантов датчиковтемпературы, изготовленные различными производителями.Таблица 1.2.

Датчики температуры на основе ВБРМодель(Изготовитель)ОписаниеВБРФотографиязакрепленаклеевым соединением вOs4100(Micron-opticsInc.) [23]двух точках вне ВБР настальнойпластине,имеющей специальнуюформуOs4350ВБР размещена внутри(Micron-opticsалюминиевогоInc.) [23]прямоугольникаВБР размещена внутриSmartTemp(SmartFibresInc.) [48]керамическогопрямоугольникаспоперечным размером7,6 ммTC-Probe(FBGS[46]Inc.)ВБР размещена внутристальной трубки33Характерное время отклика датчика на основе ВБР зависит от того,каким образом обеспечен контакт световода с ВБР с исследуемым объектом[44].

При непосредственном контакте кварцевого световода с измеряемымобъектом характерное время отклика ограничивается теплопроводностьюкварцевого стекла и для световода, имеющего диаметр 125 мкм, составляет~ 10 мкс.Датчики деформации (здесь рассматриваются датчики линейнойпродольной деформации растяжения/сжатия), на основе ВБР могут иметьбольшое разнообразие параметров. В частности, основными параметрамиявляются:• Диапазон измеряемых деформаций• Чувствительность к деформации• Материал корпуса датчика• Способ крепления к поверхности диагностируемого объектаВ ряде случаев световод с ВБР внедряется непосредственно в материалкорпуса (клей, пластик, композиционный материал, и т.д.), что позволяетисключить возможные механические воздействия на световод, увеличитьчувствительность, однако может приводить к неоднородной деформации ВБРи возникновению двулучепреломления [24].В таблице 1.3.

приведены некоторые типы волоконно-оптическихдатчиков деформации, изготовленные различными производителями.34Таблица 1.3. Датчики деформации на основе ВБРМодель(Изготовитель)os3110(Micron-opticsInc.) [23]os3155(Micron-opticsInc.) [23]ОписаниеФотография±0.25% отн. деформации;стальная пластина скреплением под точечнуюсварку±0.25% отн. деформации;с температурнойкомпенсацией на основедополнительной ВБР0.5% отн. деформации;os3610для крепления на(Micron-opticsповерхности объекта сInc.) [23]температурнойкомпенсациейOSP-A±0.25% отн. деформации;(OPSens Inc.)поршневая система с[39]механическим креплениемK-OL(HBM Inc.) [42]0.5% отн. деформации;для крепления наповерхности объектаРегистрирующая аппаратура для квазираспределенных ВОД наоснове ВБРВ настоящее время в коммерческом исполнении выпускается нескольковариантов регистрирующих модулей для работы с датчиками на основе ВБР.В таблице 1.4 представлены основные характеристики некоторых из них.35Таблица 1.4.

Технические характеристики регистрирующей аппаратурыMicronFiberFiberSensingSensingBraggBraggMETERSCOPE444101010101520– 1530– 1530– 1530– 15301580156015601570157051551030353035НетНетНетНетFBG-SFBG-SFBG-FBG-Scan 816Scan 804164сканирования, Гц2Спектральныйдиапазон, нмOpticsОсновныехарактеристикиsm 225800ЗначениеЧислооптическихканаловЧастотаСпектральноеразрешение, пм–Динамическийдиапазон измерений, 40дБНормировкаопорного сигналаНетРегистрирующий модуль производства компании Micron Optics sm 225800, представленный на рисунке 1.1, предназначен для работы с 16оптическими каналами [23].Рисунок 1.1. Внешний вид регистрирующего модуля sm2 25-80036Основным элементом регистрирующего модуля sm 225-800 являетсяперестраиваемыйисточникизлучения,работающийвспектральномдиапазоне 1510 – 1590 нм.

Перестройка источника излучения осуществляетсяс использованием перестраиваемого спектрального фильтра Фабри-Перо. Входе одного такта сканирования спектральный фильтр непрерывно имонотонно изменяет центральную длину волны полосы пропускания, врезультате чего длина волны излучения, пришедшего на ВБР, однозначнозависит от времени, прошедшего с начала такта сканирования. Такая схемапозволяет использовать в качестве приемника излучения фотодетектор свременным разрешением ~ 1000 мкс, преобразуя зависимость интенсивностисигнала на приемнике от времени в спектр отражения сенсорной системы наоснове ВБР.Одним из недостатков измерительной схемы является систематическаяошибка определения положения резонансного пика ВБР при большой длинеоптического кабеля между регистрирующим модулем и ВБР в силу задержкисигналавоптическойлинии.Онобладает достаточнонебольшимдинамическим диапазоном измерения (40 дБ) и не высоким спектральнымразрешением (5 пм).

К числу недостатков так же следует отнестиотносительноневысокуючастотуизмеренияспектров(0,5 Гцприсканировании 16 каналов, 2 Гц при сканировании 4 каналов). Данныйрегистрирующий модуль оптимален для мониторинга температуры идеформаций малых технических объектов, где не требуется высокая скоростьизмерений и нет необходимости непрерывного опроса большого числа ВОД.Втаблице1.4приведеныосновныехарактеристикиданногорегистрирующего модуля, представленные фирмой-производителем.В регистрирующих модулях FBG-Scan X08/X16 фирмы FBG-Sдетектирование излучения производится с использованием сканирующегоинтерферометра Фабри-Перо [46].

Характеристики

Список файлов диссертации

Свежие статьи
Популярно сейчас
Почему делать на заказ в разы дороже, чем купить готовую учебную работу на СтудИзбе? Наши учебные работы продаются каждый год, тогда как большинство заказов выполняются с нуля. Найдите подходящий учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6384
Авторов
на СтудИзбе
308
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее