【正文】
根據(jù) 上述這些研究 , 國家制定了動態(tài)壓縮干涉下 的 應(yīng)力傳感器 ,這一類傳感器 可以應(yīng)用到 監(jiān)測車在行駛中車輛的重量。該傳感器具有簡單和成本低等優(yōu)點(diǎn)。較高的 負(fù)荷率,更大的動態(tài)負(fù)載。在實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)加載時間為 6秒,最大的動態(tài)負(fù)載傳感器被認(rèn)為是平等的最大靜載荷應(yīng)用。 權(quán)重的動態(tài) 測量 式( 5)所示,條紋數(shù)已與動態(tài)負(fù)載 呈 線性關(guān)系。與實(shí)際應(yīng)用靜載荷相比,該研究傳感器精度 比 使用條紋數(shù)讀出提高 5% ,比 使用附帶期間讀數(shù)高 15%。在接觸的結(jié)果列于表 1。應(yīng)該一提的是負(fù)載持續(xù)時間 t也應(yīng)獲得的傳感器系統(tǒng),以獲得靜態(tài)重量。 重復(fù)性的傳感器 圖 5 是 三個相同加載條件下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較,動態(tài)展示光纖壓力傳感器具有良好的重復(fù)性。另一方面,該時期的邊緣敏感負(fù)荷不是一個常數(shù)。 附 加 的數(shù) 字 ,與靜載荷的線性關(guān)系,而邊緣 地方 有一個非直線的。 。但不會影響計(jì)數(shù)和時間,因此,在本文忽視??梢钥闯鲈谶吘壍淖笊辖堑臄?shù) 字 。一個封閉的回路材料 的 測試系統(tǒng)( MTS)是用于壓力的 加載 。該光纖是夾在兩個 1厘米厚的硬橡膠墊和粘 在 兩 個 硬橡膠墊件之一 上 。 在實(shí)際應(yīng)用中,這可能是 用 于在相鄰?fù)ǖ赖倪^往車輛 。 其中的一個可能的噪聲源是接近路過車輛的線。從檢測器,放大器的輸出信號是先輸入到一個特殊的硬件電路,包括一個 2階高通濾波器,一個零點(diǎn)檢測電路和觸發(fā)器電路。 2 傳感器的設(shè)計(jì) 傳感器安裝 圖 1 說明 了 擬 定 的動態(tài)壓力傳感器系統(tǒng)。 本節(jié)描述了一個基于邁克爾遜干涉儀的動態(tài)壓力傳感器的研制,它具有結(jié)構(gòu)簡單,成本低,可提供高精度等許多潛在優(yōu)點(diǎn)。 安薩里等人基于光纖偏振,做出了偏振耦合的兩個正交偏振效應(yīng)的模態(tài)參數(shù)。車輛的動荷載幾個技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)應(yīng)用于包括壓電電纜,電容墊,液壓和彎曲載荷細(xì)胞 [1]的使用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,輸出文件數(shù)據(jù)和圖像均可以用來表示動態(tài)負(fù)載。 2020 年 11 月 10 日接受。 tx, ty and tz correspond to the mechanical and geometrical property of the optical fiber and the host materialepoxy. By measuring the deformation of the fiber, the strain in the host material can be measured. The strain is linearly proportional to the external applied pressure p. Consider α as a constant of proportionality between the pressure and the change in length of the fiber Δl, then (3) and (4) Thus, the output fringe number of the Michelson interferometer is (5) where Nf is the output fringe number。 (2) provide function to eliminate the low frequency disturbances, such as temperature influences and slow changes of the element39。 accepted 10 November 2020. Available online 15 December 2020. Abstract An optic fiberbased dynamic pressure sensor is described here to measure weightinmotion of vehicles. In the research reported herein, a Michelson interferometer with specially designed hardware and software were developed and experimentally subjected to dynamic pressive loads of different magnitudes, and loading rates. Experiments showed that both output fringe number and fringe period could be used to indicate the dynamic load. A calibration technique has been put forward to calibrate the sensor. Both the dynamic weight and static weight of the vehicle passed can be obtained. The findings that resulted from these studies developed an understanding for the behavior of interferometer sensor under dynamic pressive states of stress and are fundamental to the application of fiber optic sensors for the monitoring of truck vehicle weights while in motion. Keywords: Optic fiber sensor。 Dynamic pressure。s performances。 λ the wavelength of the laser light. The fringe period can be deduced by Eq. (6): (6) where Tf is the fringe period。 2020 年 12 月 15 日在線。于是校準(zhǔn)傳感器的校準(zhǔn)技術(shù)被提了出來,可以得到無論是動態(tài)的荷載和通過車輛的靜態(tài)荷載。液壓和彎板稱重傳感器會提高準(zhǔn)確度( 15%)和其動態(tài)范圍,但是因其高安裝成本和規(guī)模的限制而無法廣泛應(yīng)用。做出了對壓力動態(tài)測量的高雙折射偏振( HiBi)與運(yùn)動貨車軸重動荷載的實(shí)際后果對比的報(bào)告 [3]。它具有基于 Labview Windows / CVI 開發(fā)的特殊的硬件和系統(tǒng)軟件,旨在實(shí)現(xiàn)消除環(huán)境噪聲的影響,例如,自我引發(fā)的測試程序和條紋數(shù)及附帶期間同時計(jì)數(shù)傳感器的功能。單模光纖是用來作為傳感元件 以構(gòu) 成一個邁克爾遜干涉儀。 硬件電路的設(shè)計(jì)實(shí)施下列 功 能:( 1)自我診斷的車輛到達(dá)時間自行觸發(fā)測量過程 。 自邁克爾遜干涉儀的輸出是在壓力下邊緣可以作為高頻比較受溫度變化,激光二極管的性能和低頻率的變化和其它環(huán)境影響,一個 2 階高通濾波器所造成的噪音信號通過的消除這些低頻成分。系統(tǒng)軟件基于 Labview 和 Windows/CVI 的目的是設(shè)置測量參數(shù),控制測試程序,并以現(xiàn)實(shí)結(jié)果為基礎(chǔ) 。橡膠墊是為保護(hù)光纖不受損壞。 在 不同加載速率和 加載 程度 下的活荷載 是動態(tài)負(fù)載模擬加載的 ,荷載是由 道路車輛造成的。圖 3 是 太 大 以至于 很難區(qū)分每個邊緣的數(shù) 字 。在實(shí)驗(yàn)中,負(fù)荷的壓力在 兆帕?xí)r增量會多達(dá) 30 MPa,相應(yīng)的最大壓力水平從 增 大 為 最大的 178KN。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 圖 4 顯示的條紋數(shù)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和不同負(fù)荷下的傳感器輸出讀數(shù)的時期。請注意,這種關(guān)系隨著不同加載速率不同,因?yàn)橄嗤淖罡哒穹?fù)荷將變成一個更大的動態(tài)負(fù)載,這將導(dǎo)致在條紋數(shù)的增加和邊緣減少。當(dāng) 荷載降 低,動態(tài)負(fù)載小的變化對應(yīng)的邊緣時期大的變化。 圖 5 光纖傳感器的重復(fù)性 。通常很容易得到的。 表 1 第 1 步 接 近結(jié)果 加載時間 接近 ksn1,其中 最大靜負(fù)荷( LS)和條紋數(shù)( 線 性關(guān)系 ksn2 ) , Ls = ksn1Nf + ksn2 接近 kst1, 其中 最大靜負(fù)荷( LS)和邊緣期( TF)的關(guān)系 kst2, ksn1 ksn2 kst1 kst2 t = 6 ? ? t = 5 ? ? t = 4 ? ? t = 3 ? ? t = 2 ? ? t = 1 ? ? 第 2 步:繼續(xù)使用 6 階多項(xiàng)式函數(shù)接近 ksn1 = F1 類(噸), ksn2 = f2 類(噸), kst1 =三級方程式( t)和 kst2 = F4 類(噸),這里的新 的重量 (噸)是擬合多項(xiàng)式函數(shù)。 圖。這種關(guān)系可以說是 (9) Ld=kdn1Nf+kdn2 其中參數(shù) kdn1 和 kdn2 接近。因此,相稱常數(shù)kdf1 和