光纖低相干應變檢測系統(tǒng)及信號處理研究.pdf

1、結構健康監(jiān)測特別是結構的應力應變檢測，在一些大型設備的運營維護與損傷預警中起到了重要的作用，是近年來研究的一大熱點。檢測對象包括風機葉片等大型復合材料，以及橋梁、大壩、隧道等大型民用設施。在眾多應力應變的檢測方法中，光纖低相干應變檢測以其靈敏度高、抗電磁干擾、傳感器長度可靈活變化、結構簡單、可進行絕對光程量測量等優(yōu)點，在結構應力應變檢測領域得到了廣泛的應用。
　　本文首先概述了應力應變的常用檢測方法及光纖應變檢測的發(fā)展及研究現(xiàn)狀，

2、得出本文的研究意義。論述了光纖應變傳感及雙干涉儀低相干應變傳感原理，討論了應力應變效應對光程的影響。
　　其次，設計了基于雙干涉儀的光纖低相干應變檢測系統(tǒng)。通過對系統(tǒng)參數(shù)、性能以及硬件需求的分析研究，完成了各個硬件組成部分的選型設計，包括光源、光纖及光纖耦合器、準直鏡、光電探測器等。
　　再次，研究了低相干干涉信號的小波去噪與包絡提取。完成了對系統(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

3、驗表明本文的小波降噪程序有較好的去噪效果。研究對比了經典包絡提取方法，指出它們不適合用于本系統(tǒng)的包絡提取。闡述了小波包絡提取的基本原理并設計了本系統(tǒng)的包絡提取程序。設計了本系統(tǒng)的應變測量與計算程序。程序融合了剔除粗大誤差以及求取均值等方法，有效的提高了測量信號的精度，并簡化了測量過程。
　　最后，對雙干涉儀低相干應變檢測系統(tǒng)進行了實驗研究。測量了三組鋼板的應變，并與Ansys有限元仿真結果做了對比，分析了實驗結果，得到了傳感光纖與