基于光纖光柵傳感器的油船結(jié)構(gòu)狀態(tài)監(jiān)測(cè)研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)全球化和國(guó)際貿(mào)易的日趨頻繁，各大洲間的貨運(yùn)物流量越來(lái)越大，而船舶作為一種上運(yùn)輸工具承擔(dān)了主要的貨運(yùn)任務(wù)。此外，由于現(xiàn)代工業(yè)的持續(xù)發(fā)展，尤其汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，世界上汽車保有量也持續(xù)增加，因此，石油的消耗量以及需求量也急劇增加，而這也引起石油運(yùn)輸量的增加，這其中原油與成品油的運(yùn)輸主要依靠大型油船來(lái)承擔(dān)。但是，近年來(lái)90～00年代建造的油船因建造和使用年限較長(zhǎng)的緣故，海損事故頻發(fā)，大多是由于結(jié)構(gòu)損壞而致，油船作為一種可能對(duì)海洋環(huán)境造

2、成嚴(yán)重污染的原油或者成品油的運(yùn)輸工具，其結(jié)構(gòu)安全性的意義可想而知。
　　 本文對(duì)光纖光柵傳感器原理和工作方式進(jìn)行了研究，結(jié)合油船這一特定對(duì)象，以及油船所在的營(yíng)運(yùn)環(huán)境的特殊性，得出光纖光柵傳感器作為油船結(jié)構(gòu)狀態(tài)監(jiān)測(cè)用傳感器的必然性與可行性。并且針對(duì)光纖光柵傳感器的應(yīng)力—交叉敏感性問(wèn)題總結(jié)了已有解決方案，根據(jù)可行性與經(jīng)濟(jì)性的原則選擇了參考光纖光柵傳感器方法作為解決方案，并且給出了具體選擇原因。為了遏制溢油事故，以及保證油船在營(yíng)運(yùn)過(guò)程

3、中有足夠的安全性，因此油船在技術(shù)上采用雙殼結(jié)構(gòu)，由此使得傳感空間狹窄，加之長(zhǎng)期航行于強(qiáng)電解介質(zhì)、潮濕環(huán)境，因此本文為油船設(shè)計(jì)了特殊的以鈦合金為基礎(chǔ)材料的傳感器封裝，針對(duì)不同位置和不同的布置方式，設(shè)計(jì)出基片式封裝與管式封裝兩種不同的封裝傳感器，均將光纖光柵溫度參考光柵一起進(jìn)行封裝，以便于其實(shí)施應(yīng)用。并且做出了詳細(xì)的設(shè)計(jì)方案以及封裝的工藝過(guò)程。
　　 本文利用Micron Optics公司生產(chǎn)的裸光柵制作了基片式封裝傳感器，利用等強(qiáng)

4、度梁、Ut7110Y靜態(tài)應(yīng)變儀與Micron Optics公司生產(chǎn)的SM130光纖光柵解調(diào)儀進(jìn)行了靈敏度試驗(yàn)，驗(yàn)證了該封裝下的傳感器具有良好的線性度，并最終得出該封裝傳感器的應(yīng)變修正系數(shù)。
　　 通過(guò)對(duì)油船結(jié)構(gòu)形式分析，以及對(duì)油船結(jié)構(gòu)產(chǎn)生失效可能性大的位置進(jìn)行分析，并且結(jié)合對(duì)油船油艙段結(jié)構(gòu)有限元建模計(jì)算結(jié)果，得出應(yīng)力集中位置，結(jié)合油船實(shí)際營(yíng)運(yùn)中的典型失效位置，最終找出光纖光柵傳感器的布置位置。針對(duì)得到的布置位置，采用分布式光纖光