声明
摘要
第1章 绪论
1.1 课题来源
1.2 课题研究的目的和意义
1.3 国内外研究现状分析
1.3.1 机械设备检测的发展历程和现状
1.3.2 旋转部件中故障的检测方法和现状
1.3.3 光纤传感技术在机械状态检测中的现状
1.4 本文的主要工作和组织结构
第2章 基于光纤传感技术的机械设备动态监测理论
2.1 机械设备典型部件的动力学分析
2.1.1 旋转叶片动力学分析
2.1.2 滚动轴承动力学分析
2.1.3 转轴动力学分析
2.2 多部件耦合系统动力学分析
2.2.1 叶片—转子—轴承系统数学模型
2.2.2 叶片—转子—轴承系统非线性动力学分析
2.3 机械设备监测中的光纤光栅动态信号处理方法
2.3.1 光纤光栅动应变信号测量与处理
2.3.2 时域信号分析
2.3.3 频域信号分析
2.4 本章小结
第3章 机械设备动态监测光纤振动传感器设计
3.1 机械设备动态监测中的光纤光栅传感原理和解调方法
3.1.1 Bragg光纤光栅传感原理
3.1.2 Bragg光纤光栅解调方法
3.2 高频双光纤光栅加速度传感器设计
3.2.1 传感器原理与分析
3.2.2 传感器解调方法研究
3.2.3 实验及结果分析
3.2.4 三维加速度传感器研制
3.2.5 双光栅高频传感器综述
3.3 高灵敏度光纤光栅加速度传感器设计
3.3.1 传感器原理分析
3.3.2 理论结构优化分析
3.3.3 传感器实验测试
3.3.4 高灵敏度传感器综述
3.4 本章小结
第4章 基于光纤光栅的转轴扭矩动态测量研究
4.1 转轴扭转力学特性分析
4.1.1 扭矩与应变的关系
4.1.2 扭矩与扭转角的关系
4.2 光纤光栅扭矩测量理论分析
4.2.1 光栅检测量的设定
4.2.2 恒定温度下,扭矩对差模波长和共模波长的影响
4.2.3 恒定扭矩下,温度对差模波长和共模波长的影响
4.2.4 光栅安装误差对测量的影响
4.2.5 光栅灵敏度差异对测量误差的影响
4.3 扭矩测量实验与结果分析
4.3.1 静态扭矩实验
4.3.2 温度实验
4.3.3 扭矩在线测量实验
4.4 本章小结
第5章 基于光纤光栅的叶片裂纹动态监测方法研究
5.1 叶片振动测量分析
5.1.1 叶片常见振动形式和检测参数
5.1.2 叶片的静频率分析
5.1.3 叶片的动频率分析
5.2 基于飞秒激光加工的微裂纹制作
5.2.1 飞秒激光微加工系统及加工原理
5.2.2 基于飞秒激光的叶片微裂纹制作工艺研究
5.3 仿真微裂纹叶片的特性探究
5.3.1 裂纹叶片应变特性研究
5.3.2 裂纹叶片频率特性研究
5.4 叶片状态在线检测方法
5.4.1 光纤传感叶片检测系统
5.4.2 叶片旋转动态实验
5.5 光纤光栅叶片疲劳裂纹检测
5.5.1 疲劳与断裂特性
5.5.2 叶片疲劳检测实验
5.6 本章小结
第6章 光纤传感机械设备动态监测系统设计与工程应用
6.1 光纤传感动态监测系统总体设计方案
6.1.1 不同检测系统特点分析
6.1.2 系统的总体组成和功能
6.2 动态监测系统构成
6.2.1 监测系统硬件构成
6.2.2 系统软件构架与实现
6.3 状态评价及报警设置
6.3.1 状态评价方法
6.3.2 机械装备总体振动测量的报警设置
6.3.3 叶片检测的报警设置
6.4 光纤传感在石化设备动态监测中的应用
6.4.1 石化设备监测特点分析
6.4.2 石化设备监测系统
6.4.3 测试结果与分析
6.5 本章小结
第7章 总结与展望
7.1 全文总结
7.2 本文特色与创新点
7.3 前景展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间发表论文目录