光纤光栅油温传感器设计开题报告

 2021-12-27 08:12

全文总字数:5272字

1. 研究目的与意义(文献综述)

1课题的研究背景及意义

在目前的液压系统试验中,静态、动态压力和流量参数是其中的重要参数,而温度等其他参数也是同等重要的,温度对液压系统的影响同样很大,如果不及时对温度进行严格的监控,可能会导致系统误差,因此必须注意液压系统中的温度[1]

在大多数的液压系统中,依靠液体介质的静压,能量可以积累、传递和放大,机械功能可以实现轻量化、科学化和最大化[2]。液力传动一般由动力、执行、控制和协助四部分组成。以上四个主要部分相辅相成,合力完成能量转换,达到使用目的,最终构成常见的液压系统[3]

液压系统的四个部分,任何部分的故障都会影响整个系统的正常工作,使用效率降低或工作不正常。贯穿整个系统的是液压油,液压油是整个系统的工作介质。液压油的状态是否正常关系到整个系统的正常工作,是整个系统的关键。同时,液压油的质量对系统中的其他设备也有较大的影响[3]。当液压油温度偏离正常值时,系统不可避免地出现故障,进一步可以判断液压系统过载或回路某一点的参数偏离预定值。在没有正常部件损坏的情况下,当油温升高时,整个系统似乎仍在正常工作,此时系统的效率已大大降低,会出现无能为力、能量传递失败等问题。液压油油温就像人体的温度一样,预示着整个系统是否健康[4]

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2. 研究的基本内容与方案

3课题相关研究

3.1课题基本内容和目标

在大多数机械、电子系统内,依靠液体介质的静压力,完成能量的积压、传递、放大,实现机械功能的轻巧化、科学化、最大化。液压机械装置一般由动力、执行、控制和辅助四部分组成。四大部分相辅相成相互配合,共同完成能量的转换,从而达到使用目的,这就构成了一个液压系统。应用光纤光栅传感技术可以很好地解决液压系统温度测量的难题。因此,为了实现基于光纤光栅传感技术的液压油温度在线测量,本项目研究主要包括:

  1. 传感器封装结构研究

    在设计传感器封装结构时,考虑到封装结构必须有足够的强度,才能给光纤光栅提供必要的保护,因此可以选择如不锈钢管等刚度较高的材料作为传感器外部结构的套管型封装材料。在封装结构的研制过程中,还可以将光纤光栅用环氧树脂等导热性好的材料封装在毛细钢管中的封装形式等等。传感器结构采用传统粘贴基片式封装,更方便及时插入进行温度监测,外部用空心不锈钢管进行封装,防止液压油液腐蚀,内部填充环氧树脂作为温度热传导材料。

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    3. 研究计划与安排

    4进度安排

    光纤光栅油温传感器设计这一课题涉及到了机械液压系统油箱、油液、传感封装结构及光纤光栅的热交换模型、传感特性的实验研究等诸多知识,因此需要诸多时间进行准备,因此我指定了一下的速度安排以如其完成毕设任务。

    • 寒假期间完成外文文献的翻译工作。

    • 开学到3月上旬完成fluent软件的熟悉使用。

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      4. 参考文献(12篇以上)

      参考文献:

      1. 曹帅帅.光纤光栅温度传感器信号解调及其自动标定系统设计[d].济南:山东大学硕士学位论文,2012.

        [2]王玉田,郑龙江,张颖.光纤传感技术及应用[m].北京:北京航空航天大学出版社,2009.

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