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《浙江理工大学》 2010年
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基于光纤传感的细纱小张力检测技术研究

任泉  
【摘要】: 在纺织品加工过程中,纱线张力是一个十分重要的工艺参数,它的大小和稳定直接关系到产品质量、生产效率。目前,细纱小张力在线检测技术还是一个没有完全解决的问题,而问题的关键是传感器技术。 本文在研究光纤Bragg光栅传感特性的基础上,第一次将光纤传感技术引入到纱线张力检测领域,设计了一款适应于工程化测量细纱小张力的新型光纤Bragg光栅应变传感器,同时设计了用于细纱小张力测量的检测系统,并进行了系统的理论分析和实验研究。 首先,分析了传统张力传感器的局限性和光纤传感技术的优势,提出了使用光纤光栅作为传感元件的设计方案。根据光纤光栅的耦合模理论,推导了光纤Bragg光栅传感的轴向应变作用下的传感模型、温度传感模型和应变温度交叉敏感模型。传感器的核心部件是悬臂梁,传统悬臂梁设计灵敏度很低,不适应于细纱小张力的测量。本课题设计了一款基于新型悬臂梁的光纤Bragg光栅应变传感器用于细纱小张力的测量,并使用Ansys仿真软件进行了静态分析和动态分析,实验结果证明新型的悬臂梁具有良好的线性和高固有频率。 之后,通过对常见解调方案的分析,波长解调方案选择了简单且精度极高的光谱仪法。同时采用了目前非常先进的软阈值小波去噪技术对信号进行滤波的方案,并进行了详尽的理论分析和实验研究。设计了基于新型传感器的细纱小张力测量系统,从静态实验到温度补偿实验进行了全面的实验研究。研究结果表明传感器具有良好的线性和重复性,且精度极高,适合细纱小张力的测量。 最后,分析了当前光纤传感技术用于细纱小张力测量存在的问题,结合问题提出了解决方案,并给出了光纤传感技术在细纱小张力领域发展前景的看法。
【学位授予单位】:浙江理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP274

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