Главная » Просмотр файлов » Диссертация

Диссертация (1091115), страница 7

Файл №1091115 Диссертация (Разработка методик и аппаратуры для технической диагностики промышленного оборудования с применением волоконно­оптического телеметрического комплекса) 7 страницаДиссертация (1091115) страница 72018-01-18СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 7)

Излучение широкополосного оптическогоисточника сравнительно высокой мощности вводится в сенсорную системуВБР-датчиков, после чего отраженный сигнал анализируется. При помощи37данной методики достигается точность измерения резонансной длины волныВБР в 1 пм. Для увеличения числа ВОД используется оптическийпереключатель. Габариты регистрирующего модуля оптимизированы длястойки 19’’. Внешний вид регистрирующего модуля FBG-Scan представленна рисунке 1.2. В целом по своим характеристикам данные регистрирующиемодули близки к аналогичным устройствам других компаний.Рисунок 1.2.

Внешний вид регистрирующего модуля FBG-Scan 816фирмы FBG-SРегистрирующий модуль с относительно высокой частотой опросадатчиков представлен фирмой FBG-S моделью FBG-ScanX04D. Приотносительно невысоком по сравнению с другими регистрирующимимодулями количестве регистрируемых в секунду спектров, данная модельподдерживает работу с большим количеством сенсорных элементов (до 10 в4х оптических каналах).Внешний вид регистрирующего модуля FBG-Scan804D изображен нарисунке 1.3.Рисунок 1.3. Внешний вид регистрирующего модуля FBG-Scan 804фирмы FBG-S38Следует отметить, что и регистрирующий модуль 804D обладает темиже характеристиками точности измерения резонансной длины волны.Регистрирующий модуль Bragg METER разработан компанией FiberSensing[47].Основнымегоэлементомявляетсяперестраиваемыйузкополосный лазер, в ходе одного такта измерения изменяющий рабочуюдлину волны в диапазоне 1500 – 1600 нм.

Принцип работы данногорегистрирующегомодуляаналогиченпринципуработыsm225-800,описанному выше.Меньшее по сравнению с другими аналогичными устройствами числооптических каналов в данном регистрирующем модуле может бытькомпенсировано использованием в сенсорной системе дополнительныхоптических переключателей, что довольно не удобно. Регистрирующиймодуль Bragg METER выпускается в двух основных модификациях – FS2100и FS2200, различающихся частотой регистрации спектров и динамическимдиапазоном измерения.

Корпус также имеет две модификации – стандартную(рисунок 1.4.а) и оптимизированную для крепления в 19-дюймовую стойку(рисунок 1.4.б).Рисунок 1.4. Внешний вид регистрирующего модуля Bragg METERРегистрирующий модуль Bragg SCOPE фирмы Fiber Sensing совмещаетвсебемощныйширокополосныйисточникизлученияинабортонкопленочных спектральных фильтров, что позволяет производитьнепрерывный опрос 4х ВБР-датчиков с частотой до 10 Гц. Регистрирующиймодульсодержитвстроенныйкомпьютерныймодуль,позволяющийосуществлять первичную обработку данных и передачу их на удаленныйкомпьютер.

К недостаткам регистрирующего модуля можно отнести39сравнительно малые возможности мультиплексирования и невысокийдиапазон вариации длин волн сенсорных головок, что связано, по-видимому,с фиксированной полосой пропускания тонкопленочных фильтров. Внешнийвид регистрирующего модуля Bragg SCOPE приведен на рисунке 1.5.Рисунок 1.5.

Внешний вид регистрирующего модуля Bragg SCOPEТаким образом, рассмотрев существующие волоконно-оптическиеквазираспределенныеметодытехническойдиагностикистатическогооборудования, можно сделать следующие выводы:• Современные квазираспределенные методы технической диагностикиобладают лучшими техническими характеристиками в сравнении сраспределенными методами.• Наиболее подходящей и практически применимой для решения такихзадач является волоконно - оптическая система на основе ВБР, основаннаяна измерении спектральной характеристики ВБР, однако и такая системане лишена недостатков для решения задач точной и надежнойтехнической диагностики:• Большинство существующих образцов измерительной аппаратуры имеетмалый спектральный и динамический диапазон работы, не обладаетдостаточной скоростью опроса ВОД, что необходимо для техническойдиагностики больших объектов;• Большинство существующих образцов измерительной аппаратуры так жене имеет нормировки опорного сигнала, что приводит к систематическимошибкам в измерениях;40• Современные ВОД температуры имеют высокую погрешность и малыйдиапазон работы (до 150°С), хотя в большинстве приложений требуетсяизмерение температуры до 500°С с погрешностью измерений не хуже±1°С.• Современные ВОД деформации имеют малый диапазон работы (до 0.5%),хотя в большинстве приложений требуется измерение относительногорастяжения / сжатия объекта до ±1%.Проведенныйанализволоконно-оптическихквазираспределенныхметодов, в частности работающих на основе ВБР, показал, что эти методыдавно известны и широко используются для измерения температуры идеформации различных объектов.

Актуальной проблемой является созданиеновых типов квазираспределенных методов и аппаратуры для техническойдиагностики промышленных объектов, позволяющих проводить мониторингна кардинально новом уровне, а именно, проводить измерения с высокойточностью, с возможностью гибкого формирования системы мониторинга, свозможностью отслеживания быстропротекающих процессов, непрерывно исразу в большом количестве.1.2.4. Выводы и постановка задачи исследованийПервая глава работы посвящена обзору и анализу современныхметодик и аппаратуры для технической диагностики промышленногооборудования.В результате выполненного анализа в связи с поставленной задачейдиссертационных исследований сделаны следующие выводы:Рассмотрев современные методики для технической диагностикипромышленных объектов, можно сделать вывод, что использование иприменениеволоконно-оптическойквазираспределенногометодаметодики,позволяеттребования и качество проводимых измерений.обеспечитьвчастностинеобходимые41Наиболее подходящей и практически применимой для решения такихзадачявляетсякомплекса,волоконныхразработкаоснованногорешетокнаБрэгга.волоконно-оптическогоизмерениителеметрическогоспектральнойСуществующаянахарактеристикисегодняшнийденьаппаратура имеет целый ряд недостатков:• Большинство существующих образцов измерительной аппаратуры имеетмалый спектральный и динамический диапазон работы, не обладаетдостаточной скоростью опроса датчиков, что необходимо для техническойдиагностики больших объектов;• Большинство существующих образцов измерительной аппаратуры неимеет нормировки опорного сигнала, что приводит к систематическимошибкам в измерениях;• Современныеволоконно-оптическиедатчикитемпературыимеютвысокую погрешность и малый диапазон работы (до 150°С), хотя вбольшинстве приложений требуется измерение температуры до 500°С спогрешностью измерений не хуже ±1°С.• Современные волоконно-оптические датчики деформации имеют малыйдиапазон работы (0.5% относительной деформации), хотя в большинствеприложений требуется измерение относительной деформации объекта до2%.Важной прикладной задачей, решаемой с помощью волоконно –оптического телеметрического комплекса, является повышение диапазоновработыдатчиковтемпературыидеформации,адаптацииихкпромышленному применению, проведение измерений в большом количестветочек одновременно, с высокой частотой, точностью и надежностью длябыстрого реагирования в случае преждевременного выхода из строя объектаили оборудования, снижения риска аварийных и опасных ситуаций.Таким образом, разработка методик и аппаратуры для техническойдиагностики промышленного оборудования с использованием волоконнооптического телеметрического комплекса является актуальной задачей.42ГЛАВА 2.

Теоретические исследования квазираспределеннойволоконно-оптической методики определения температуры идеформации и разработка алгоритмов обработки измерений2.1. Волоконно - оптические решетки Брэгга и их основныепараметрыВолоконная решетка Брэгга (ВБР) представляет собой участокодномодового волоконного световода, в структуре которого наведенапериодическая структура показателя преломления с периодом Λ, имеющаяопределенное пространственное распределение, схематически показанное нарисунке 2.1 [2, 26, 58].Рисунок 2.1. Схематическое изображение ВР (1 – сердцевина, 2 –кварцевая оболочка световода)Наибольшеераспространениефотоиндуцированныерешеткивнастоящеепоказателявремяполучилипреломления,которыезаписываются достаточно мощным УФ-излучением. В результате такогооблучения в фоточувствительной сердцевине волоконного световода (1)происходит стабильное изменение показателя преломления (n), величинакоторогоотносительноневелика(∆~10−4 ÷ 10−2 ),апоказательпреломления нелегированной кварцевой оболочки (2) остается неизменным.Такаяструктураобладаетуникальнымиспектральнымихарактеристиками, определяющими ее широкое применение в различныхустройствах волоконной оптики.Наиболее важным свойством ВБР является узкополосное отражениеоптического излучения на определенной длине волны ВБР , спектральнаяширина которого составляет ~0.2нм.43СтруктураВБР выбирается таким образом, чтобы обеспечитьрезонансное взаимодействие между определенными модами волоконногосветовода [2].Взаимодействие мод чаще всего описывается с помощью теориисвязанныхмод.

Наопределеннойдлиневолнытолькодвемодыудовлетворяют условию фазового синхронизма и, таким образом, могутэффективно передавать друг другу энергию. Поля мод в присутствии слабогопериодического возмущения остаются неизменными.НаВБРосновнаямодасветоводавзаимодействуетсмодой,распространяющейся в противоположном направлении. Это взаимодействиеосуществляется при выполнении условия фазового синхронизма:2 = 2⁄Λ ,(2.1)где β – постоянная распространения рассматриваемых мод, N – целоечисло, характеризующее порядок, в котором реализуется межмодовоевзаимодействие. Постоянная распространения основной моды выражаетсясоотношением = 2 ⁄ ,(2.2)где – эффективный показатель преломления основной модысветовода, λ – длина волны в вакууме.Резонансное взаимодействие рассматривается в первом порядке(N = 1), а уравнение фазового синхронизма (2.1) для выражения резонанснойдлины волны ВБР можно записать в более простом и наиболеераспространенном виде:ВБР = 2 Λ , (2.3)Для записи образцов ВБР использовалась лабораторная установкаНаучного Центра Волоконной Оптики (НЦВО РАН), схема которойпредставлена на рисунке 2.2 [3, 57, 59, 82].Установка основана на применении интерферометра Ллойда длясозданияинтерференционнойкартиныУФ-излучениявобластифоточувствительной сердцевины световода.

Характеристики

Список файлов диссертации

Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
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