振動普遍存在于機械設備、建筑結構中,異常的振動往往容易造成設備故障或者結構失效,因此建立設備及結構的在線監(jiān)測系統(tǒng),對設備及結構的振動監(jiān)測具有重大意義。相比于傳統(tǒng)的電類傳感器,光纖Bragg光柵（FBG）傳感器具有遠傳遠輸、在線監(jiān)測、抗電磁干擾、耐腐蝕等優(yōu)點,為實現(xiàn)振動的在線監(jiān)測提供有利條件。本文以一種基于圓弧柔性鉸鏈的鏈式FBG加速度計為研究對象,對其工作原理以及理論分析進行了詳細的研究,并在此基礎上研制了一款中頻加速度計。本文的主要工作內容與結果如下:（1）設計了一種基于圓弧柔性鉸鏈的鏈式FBG加速度計,對加速度計的工作原理進行了介紹,并通過一定的簡化處理,使用動力學普遍方程和傳遞矩陣法分別對該加速度計的固有頻率和加速度靈敏度進行了分析,得到了兩種不同理論模型下的固有頻率和加速度靈敏度參數(shù)的計算方法,為加速度計的理論分析與設計提供了理論依據。（2）根據傳遞矩陣法得到的理論模型,分析了不同結構參數(shù)對加速度計的固有頻率和靈敏度的影響,設計了一款中頻加速度計,通過有限元分析軟件ANSYS對固有頻率、靈敏度和等效應力進行了分析,以判斷兩種加速度計理論模型的優(yōu)劣。有限元分析結果表明加速度計的固... 

【文章來源】：武漢理工大學湖北省211工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

光纖結構示意圖

得滿足數(shù)值孔徑要求的光波能發(fā)生全發(fā)射，光纖包層折射率 纖芯折射率 n1，此時，滿足數(shù)值孔徑要求的光波在光纖纖芯全數(shù)發(fā)生全反射，光波在光纖纖芯中的傳輸效率高達 99.99%G 傳感原理光柵是在光纖中引入一段折射率周期性變化的光柵區(qū)而形成最早由 Hill 等人[7],2利用駐波寫入法獲得，目前使用的比較多法制備光纖光柵。當光柵區(qū)段周期和有效折射率（或稱折射常數(shù)時，就是通常所說的光纖 Bragg 光柵（FBG）。

圖 4-3 加速度計有限元模型加速度計各處厚度均一樣，因此可以簡化為平面應力問題，采，加速度計的有限元網格模型如圖 4-3 所示。柔性鉸鏈處體積性鉸鏈最薄處劃分為 6 層網格，以保證計算的精度。生成的7529 個節(jié)點，16787 個單元。速度計靜力分析限元模型中給定加速度計的基座位移為零，即位于加速度計為零，施加沿 y 方向的大小為-9.8 m/s2的加速度，計算結果如

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于單膜片F(xiàn)BG的加速度傳感器優(yōu)化設計[J]. 劉欽朋,喬學光,賈振安,傅海威,禹大寬,高宏.  光電子·激光. 2015(01)
[2]增敏型光纖光柵加速度傳感器設計[J]. 王侃.  儀表技術與傳感器. 2015(01)
[3]表面式FBG應變傳感器及其在高速公路橋梁工程中的應用[J]. 郭永興,張東生,周祖德,李立彤,朱方東.  光電子.激光. 2014(03)
[4]機械系統(tǒng)光纖光柵分布動態(tài)監(jiān)測與診斷的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 周祖德,譚躍剛,劉明堯,楊文玉,李正穎.  機械工程學報. 2013(19)
[5]光纖布拉格光柵傳感技術在隧道火災監(jiān)測中的應用研究[J]. 付華,謝森,徐耀松,陳子春.  傳感技術學報. 2013(01)
[6]雙懸梁光纖布拉格光柵低頻加速度傳感器[J]. 劉欽朋,喬學光,趙建林,賈振安,高宏,邵敏,姜碧強.  光電子.激光. 2011(08)
[7]高溫高壓油氣井下光纖光柵傳感器的應用研究[J]. 王宏亮,鄔華春,馮德全,王向宇,宋娟,樊偉.  光電子.激光. 2011(01)
[8]基于波長調制技術的內腔式氣體傳感研究[J]. 劉琨,劉鐵根,江俊峰,梁霄,賈大功,張紅霞,汪曣,井文才,張以謨.  中國激光. 2011(01)
[9]基于等強度懸臂梁的光纖Bragg光柵低頻加速度傳感器[J]. 李川,羅忠富,李英娜,萬舟,陳焰,許曉平,許江淳.  儀表技術與傳感器. 2010(04)
[10]基于溫度補償方法去敏的新型光纖光柵壓力傳感器[J]. 王俊杰,劉波,張豐濤,張東生.  儀器儀表學報. 2009(11)



本文編號：3629028