基于光纖傳感的軸功率在線測量系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、為了加快經(jīng)濟轉(zhuǎn)變發(fā)展方式和走新型工業(yè)化道路，工信部發(fā)布的《中國制造2025》發(fā)展綱要中明確提出要把海洋工程裝備和高技術(shù)船舶作為十大重點發(fā)展領(lǐng)域之一加快推進。船舶系統(tǒng)的高效、安全、節(jié)能成為現(xiàn)代船舶制造的必然要求。船舶主機作為動力源泉，通過監(jiān)測其輸出軸功率一方面可以檢驗船舶機槳匹配情況，另一方面可以據(jù)此控制噴油提前角和噴油量，減少船舶能耗，從而促進智能柴油機的發(fā)展。
　　本文基于光纖傳感技術(shù)，設(shè)計了軸功率在線測量系統(tǒng)。論文的主要內(nèi)容如

2、下：
　　首先，介紹了國內(nèi)外轉(zhuǎn)速測量、扭矩測量以及光纖傳感技術(shù)的研究現(xiàn)狀，通過比較多種光纖傳感技術(shù)用于測量扭矩的優(yōu)劣，確定了采用基于波長調(diào)制的光纖光柵法。
　　其次，完成了軸功率測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究和硬件設(shè)計。針對光纖光柵用于測量軸扭矩時的應(yīng)變溫度同時敏感問題、粘貼方式和非接觸測量方法等關(guān)鍵問題進行了研究并根據(jù)Matlab仿真結(jié)果提出了解決方案。完成了基于STM32單片機的轉(zhuǎn)速測量硬件設(shè)計。
　　再次，完成了軸功率在線測量

3、系統(tǒng)的軟件開發(fā)。考慮到日后更新問題，將波長數(shù)據(jù)采集軟件和監(jiān)測顯示軟件分開設(shè)計。采用C#語言開發(fā)了波長數(shù)據(jù)采集軟件，利用LabVIEW軟件實現(xiàn)了軸轉(zhuǎn)速、扭矩和功率數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測顯示、存儲查詢等功能。
　　最后，通過實驗驗證了光纖光柵粘貼的理想角度，得出了設(shè)置參考光柵后的扭矩靈敏度為7.845pm/Nm，加載和卸載行程的非線性誤差分別為1.48％和2%，遲滯性誤差為0.7%，重復(fù)性誤差為1.06%，也說明了該套系統(tǒng)扭矩傳感指標能夠很好