基于光纖傳感的細紗小張力檢測技術(shù)研究.pdf

1、在紡織品加工過程中,紗線張力是一個十分重要的工藝參數(shù),它的大小和穩(wěn)定直接關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率。目前,細紗小張力在線檢測技術(shù)還是一個沒有完全解決的問題,而問題的關(guān)鍵是傳感器技術(shù)。
　　 本文在研究光纖Bragg光柵傳感特性的基礎(chǔ)上,第一次將光纖傳感技術(shù)引入到紗線張力檢測領(lǐng)域,設(shè)計了一款適應(yīng)于工程化測量細紗小張力的新型光纖Bragg光柵應(yīng)變傳感器,同時設(shè)計了用于細紗小張力測量的檢測系統(tǒng),并進行了系統(tǒng)的理論分析和實驗研究。

2、　　 首先,分析了傳統(tǒng)張力傳感器的局限性和光纖傳感技術(shù)的優(yōu)勢,提出了使用光纖光柵作為傳感元件的設(shè)計方案。根據(jù)光纖光柵的耦合模理論,推導(dǎo)了光纖Bragg光柵傳感的軸向應(yīng)變作用下的傳感模型、溫度傳感模型和應(yīng)變溫度交叉敏感模型。傳感器的核心部件是懸臂梁,傳統(tǒng)懸臂梁設(shè)計靈敏度很低,不適應(yīng)于細紗小張力的測量。本課題設(shè)計了一款基于新型懸臂梁的光纖Bragg光柵應(yīng)變傳感器用于細紗小張力的測量,并使用Ansys仿真軟件進行了靜態(tài)分析和動態(tài)分析,實驗結(jié)

3、果證明新型的懸臂梁具有良好的線性和高固有頻率。
　　 之后,通過對常見解調(diào)方案的分析,波長解調(diào)方案選擇了簡單且精度極高的光譜儀法。同時采用了目前非常先進的軟閾值小波去噪技術(shù)對信號進行濾波的方案,并進行了詳盡的理論分析和實驗研究。設(shè)計了基于新型傳感器的細紗小張力測量系統(tǒng),從靜態(tài)實驗到溫度補償實驗進行了全面的實驗研究。研究結(jié)果表明傳感器具有良好的線性和重復(fù)性,且精度極高,適合細紗小張力的測量。
　　 最后,分析了當前光纖傳感