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基于光纤布拉格光栅阵列的刀具磨损实时监测

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简介：
本研究提出了一种基于光纤布拉格光栅(FBG)阵列技术的新型刀具磨损在线监控方法。通过FBG传感器嵌入工具中，能够实现对温度、应力变化的精准检测，进而评估和预测刀具磨损状态，保障加工精度与效率。 为了克服现有刀头磨损检测方法中存在的检测难度大、无法实时监测的问题，我们提出了一种基于光纤布拉格光栅（FBG）阵列的新型刀具磨损检测技术。通过实验搭建了多通道光纤光栅磨损检测系统，并分析了光纤光栅的位置定位和波分复用能力，成功开发出适用于刀头磨损检测领域的嵌入式光学传感器。该传感器由4根长度为3毫米的FBG阵列组成，这些阵列等间隔分布并同时进行解调。利用这种方法实现了对磨损长度的在线实时监测，并且测量误差保持在0.23毫米以内。

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  • 基于光纤布拉格光栅阵列的刀具磨损实时监测
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    本研究提出了一种基于光纤布拉格光栅(FBG)阵列技术的新型刀具磨损在线监控方法。通过FBG传感器嵌入工具中，能够实现对温度、应力变化的精准检测，进而评估和预测刀具磨损状态，保障加工精度与效率。 为了克服现有刀头磨损检测方法中存在的检测难度大、无法实时监测的问题，我们提出了一种基于光纤布拉格光栅（FBG）阵列的新型刀具磨损检测技术。通过实验搭建了多通道光纤光栅磨损检测系统，并分析了光纤光栅的位置定位和波分复用能力，成功开发出适用于刀头磨损检测领域的嵌入式光学传感器。该传感器由4根长度为3毫米的FBG阵列组成，这些阵列等间隔分布并同时进行解调。利用这种方法实现了对磨损长度的在线实时监测，并且测量误差保持在0.23毫米以内。
     
  • 基于光纤布拉格光栅的准分布型高温监测系统
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    本系统采用光纤布拉格光栅技术实现对高温环境中的多点温度进行实时、准确监测，适用于工业、航空航天等领域。 光纤布拉格光栅（FBG）因其复用能力强、灵敏度高、体积小及耐腐蚀等特点，在多种工程监测领域得到广泛应用。我们使用193纳米准分子激光器在标准通信单模光纤上制备了具有高反射率的FBG阵列，并对其进行了为期约两个月的长期退火实验研究；此外，还设计了一种用于400摄氏度以下环境温度测量的光纤高温传感系统，该系统的测温误差小于0.2摄氏度。
     
  • 光纤布拉格光栅的Matlab数值仿真
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    本研究利用Matlab软件对光纤布拉格光栅进行数值仿真分析，探讨其反射特性、温度及应力影响等关键参数变化规律。 利用Matlab进行FBG的数值仿真，并采用传输矩阵法分析布拉格光栅在温度应力作用下的影响。
     
  • 关于光纤布拉格光栅及长周期光栅的算法与MATLAB实现
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    本研究探讨了光纤布拉格光栅和长周期光栅的基本原理，并利用MATLAB进行相关算法的设计与实现，为光纤传感技术的发展提供了理论和技术支持。 关于光纤布拉格光栅和长周期光栅的算法及MATLAB代码。这段文字讨论了如何使用MATLAB编写用于分析光纤布拉格光栅（FBG）和长周期光栅（LPG）特性的算法。具体内容包括但不限于这两种光学器件的基本原理、反射谱特性以及如何通过编程实现其仿真与计算功能。
     
  • 基于LabVIEW的光纤布拉格光栅动态解调系统的实现.pdf
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    本文介绍了利用LabVIEW软件开发平台设计并实现了一套光纤布拉格光栅（FBG）的动态解调系统。该系统能够高效、准确地实时监测和分析FBG传感信号，为工程应用提供有力的技术支持。 为了实现光纤光栅的动态解调，采用了一种基于长周期光栅（LPFG）边缘滤波特性的方法来解调光纤布拉格光栅（FBG），并构建了用于检测动态应变的系统。
     
  • 关于叠印光纤布拉格光栅的谱特性分析
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    本研究聚焦于叠印光纤布拉格光栅（FBG）的谱特性，通过理论与实验结合的方法，深入探讨其反射谱的变化规律及影响因素。 叠印光纤布拉格光栅的谱特性研究
     
  • 基于两个CHI光纤布拉格光栅的法布里-珀罗腔研究
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    本研究聚焦于结合两个CHI型光纤布拉格光栅构建新型法布里-珀罗腔，深入探讨其传感特性与应用潜力，为高精度光学传感器开发提供新思路。 结合有效镜面模型与传递矩阵法，我们对由两个chi光纤布拉格光栅构成的法布里-珀罗腔进行了详细的理论及数值研究。结果显示，通过调整这两个光栅的级联顺序可以调控该腔体的透射响应特性。具体而言，在相同的χ方向上连接这两者时，其共振和群延迟表现出近似均匀性；而当两者的线性调频序列相反时，则会出现相邻共振峰间隔不一致的现象。此外，利用具有不同幅度或带宽的chi光纤布拉格光栅构建法布里-珀罗腔的情况下，仅在共同反射范围内可以观察到有效的共振现象。
     
  • 基于光纤光栅的位移传感器实时监测与解调系统
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    本研究设计并实现了一种基于光纤光栅技术的位移传感器实时监测及解调系统。该系统能够精准、高效地捕捉和解析物体微小位移变化，广泛应用于结构健康监测、土木工程等领域。 为了建立稳定的光纤光栅传感器波长解调系统,我们利用可调谐法布里-珀罗滤波器的窄带滤波特性来实现对宽带光源进行线性扫描，并采用恒温箱中的高精度参考光栅标定法布里-珀罗标准具的方法，提供多个间隔相同、幅值平稳的波长参考点。我们采集到的数据序列通过改进的小波阈值去噪算法（使用新的阈值函数和阈值）进行平滑滤波处理，并利用高斯拟合算法的核心思想得到粗峰值序列，在此基础上进一步去除无效峰并修正部分峰的位置，最终搭建了光纤光栅位移传感器的实时监测解调系统。实验结果显示该系统的精度稳定在0.25毫米左右，与螺旋测微仪相比具有良好的一致性。
     
  • 光纤布拉格光栅应变测量受安装位置影响分析
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    本文探讨了光纤布拉格光栅在不同安装位置下的应变测量特性，分析了位置变化对应变测量精度的影响因素。 光纤布拉格光栅(FBG)应变测量原理是当光栅受到轴向应变作用时，其波长会发生变化。然而，在复杂应力状态下，由于横向效应的存在，光纤布拉格光栅的安装方位会影响应变测量结果。通过理论推导和实验分析验证了这一现象，并以单向应力状态为例，得出应变测量误差与光纤布拉格光栅安装方位之间的关系曲线：当光纤轴线与主应力方向成60°时，误差急剧增大，可能导致测量结果严重失真。为消除因安装方位造成的误差，在复杂应力状态下提出了修正公式来改善应变的精确度和可靠性。