基于光纖傳感的細紗小張力檢測技術研究.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還是一個沒有完全解決的問題,而問題的關鍵是傳感器技術。
　　 本文在研究光纖Bragg光柵傳感特性的基礎上,第一次將光纖傳感技術引入到紗線張力檢測領域,設計了一款適應于工程化測量細紗小張力的新型光纖Bragg光柵應變傳感器,同時設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的優(yōu)勢,提出了使用光纖光柵作為傳感元件的設計方案。根據(jù)光纖光柵的耦合模理論,推導了光纖Bragg光柵傳感的軸向應變作用下的傳感模型、溫度傳感模型和應變溫度交叉敏感模型。傳感器的核心部件是懸臂梁,傳統(tǒng)懸臂梁設計靈敏度很低,不適應于細紗小張力的測量。本課題設計了一款基于新型懸臂梁的光纖Bragg光柵應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

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。研究結果表明傳感器具有良好的線性和重復性,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