基于分布式光纖傳感的金屬板表面溫度場模型研究.pdf

1、在機(jī)械設(shè)備中，溫度的升高會導(dǎo)致機(jī)械部件的熱變形，使機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生損傷。因此，機(jī)械健康監(jiān)測與管理中獲取溫度場分布對于精確部件制作、提高部件壽命、減少損失等都有很重要的意義。由于光纖光柵具有抗電磁干擾強(qiáng)、不受光源穩(wěn)定性影響的優(yōu)點(diǎn)，并且便于通過復(fù)用技術(shù)構(gòu)成傳感器網(wǎng)絡(luò)，可實(shí)現(xiàn)分布式測量，因此利用分布式光纖光柵能夠測得機(jī)械設(shè)備的溫度分布。經(jīng)過光纖光柵監(jiān)測系統(tǒng)采集到機(jī)械結(jié)構(gòu)上分布式多點(diǎn)溫度數(shù)據(jù)，可獲取結(jié)構(gòu)的溫度場分布建立基于分布式數(shù)據(jù)的溫度場函數(shù)模型

2、，即得到溫度與位置、時間參量的關(guān)系，便于更全面地了解設(shè)備各個位置上的溫度信息并進(jìn)行短時間的溫度預(yù)測。
　　本文以金屬板表面溫度場為研究對象，分別對其穩(wěn)態(tài)溫度場模型和非穩(wěn)態(tài)溫度場模型進(jìn)行研究，并建立基于分布式光纖的溫度監(jiān)測系統(tǒng)。主要研究工作如下：
　?。?）建立穩(wěn)態(tài)溫度場的理論模型。利用粒子群算法優(yōu)化B樣條模型，提出粒子群B樣條模型。針對單峰和雙峰函數(shù)進(jìn)行建模，與三次樣條模型及高斯徑向基函數(shù)模型進(jìn)行比較。用有限元分析軟件ANS

3、YS對金屬板表面穩(wěn)態(tài)溫度場進(jìn)行仿真，取分布式多點(diǎn)溫度進(jìn)行建模進(jìn)一步證明粒子群B樣條模型有較小的誤差及較好的相關(guān)性。
　?。?）建立非穩(wěn)態(tài)溫度場的理論模型。將灰色模型與自回歸模型進(jìn)行組合，提出灰色自回歸模型。對假設(shè)的時序序列用該方法進(jìn)行建模，與二次建模的灰色模型及自回歸模型進(jìn)行比較。用ANSYS對金屬板表面非穩(wěn)態(tài)溫度場進(jìn)行仿真，對仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行建模進(jìn)一步證明該模型可以較好的進(jìn)行短時間的溫度預(yù)測。
　?。?）研究分布式光纖光柵溫度