光纖低相干應(yīng)變檢測(cè)系統(tǒng)及信號(hào)處理研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)特別是結(jié)構(gòu)的應(yīng)力應(yīng)變檢測(cè)，在一些大型設(shè)備的運(yùn)營維護(hù)與損傷預(yù)警中起到了重要的作用，是近年來研究的一大熱點(diǎn)。檢測(cè)對(duì)象包括風(fēng)機(jī)葉片等大型復(fù)合材料，以及橋梁、大壩、隧道等大型民用設(shè)施。在眾多應(yīng)力應(yīng)變的檢測(cè)方法中，光纖低相干應(yīng)變檢測(cè)以其靈敏度高、抗電磁干擾、傳感器長(zhǎng)度可靈活變化、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可進(jìn)行絕對(duì)光程量測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)，在結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變檢測(cè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
　　本文首先概述了應(yīng)力應(yīng)變的常用檢測(cè)方法及光纖應(yīng)變檢測(cè)的發(fā)展及研究現(xiàn)狀，

2、得出本文的研究意義。論述了光纖應(yīng)變傳感及雙干涉儀低相干應(yīng)變傳感原理，討論了應(yīng)力應(yīng)變效應(yīng)對(duì)光程的影響。
　　其次，設(shè)計(jì)了基于雙干涉儀的光纖低相干應(yīng)變檢測(cè)系統(tǒng)。通過對(duì)系統(tǒng)參數(shù)、性能以及硬件需求的分析研究，完成了各個(gè)硬件組成部分的選型設(shè)計(jì)，包括光源、光纖及光纖耦合器、準(zhǔn)直鏡、光電探測(cè)器等。
　　再次，研究了低相干干涉信號(hào)的小波去噪與包絡(luò)提取。完成了對(duì)系統(tǒng)的誤差與噪聲源的分析，論述了如何選擇閾值和小波基函數(shù)以降低甚至去除某些噪聲。實(shí)

3、驗(yàn)表明本文的小波降噪程序有較好的去噪效果。研究對(duì)比了經(jīng)典包絡(luò)提取方法，指出它們不適合用于本系統(tǒng)的包絡(luò)提取。闡述了小波包絡(luò)提取的基本原理并設(shè)計(jì)了本系統(tǒng)的包絡(luò)提取程序。設(shè)計(jì)了本系統(tǒng)的應(yīng)變測(cè)量與計(jì)算程序。程序融合了剔除粗大誤差以及求取均值等方法，有效的提高了測(cè)量信號(hào)的精度，并簡(jiǎn)化了測(cè)量過程。
　　最后，對(duì)雙干涉儀低相干應(yīng)變檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。測(cè)量了三組鋼板的應(yīng)變，并與Ansys有限元仿真結(jié)果做了對(duì)比，分析了實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得到了傳感光纖與