基于光纖光柵傳感器的油船結構狀態(tài)監(jiān)測研究.pdf

1、隨著經濟全球化和國際貿易的日趨頻繁，各大洲間的貨運物流量越來越大，而船舶作為一種上運輸工具承擔了主要的貨運任務。此外，由于現(xiàn)代工業(yè)的持續(xù)發(fā)展，尤其汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，世界上汽車保有量也持續(xù)增加，因此，石油的消耗量以及需求量也急劇增加，而這也引起石油運輸量的增加，這其中原油與成品油的運輸主要依靠大型油船來承擔。但是，近年來90～00年代建造的油船因建造和使用年限較長的緣故，海損事故頻發(fā)，大多是由于結構損壞而致，油船作為一種可能對海洋環(huán)境造

2、成嚴重污染的原油或者成品油的運輸工具，其結構安全性的意義可想而知。
　　 本文對光纖光柵傳感器原理和工作方式進行了研究，結合油船這一特定對象，以及油船所在的營運環(huán)境的特殊性，得出光纖光柵傳感器作為油船結構狀態(tài)監(jiān)測用傳感器的必然性與可行性。并且針對光纖光柵傳感器的應力—交叉敏感性問題總結了已有解決方案，根據(jù)可行性與經濟性的原則選擇了參考光纖光柵傳感器方法作為解決方案，并且給出了具體選擇原因。為了遏制溢油事故，以及保證油船在營運過程

3、中有足夠的安全性，因此油船在技術上采用雙殼結構，由此使得傳感空間狹窄，加之長期航行于強電解介質、潮濕環(huán)境，因此本文為油船設計了特殊的以鈦合金為基礎材料的傳感器封裝，針對不同位置和不同的布置方式，設計出基片式封裝與管式封裝兩種不同的封裝傳感器，均將光纖光柵溫度參考光柵一起進行封裝，以便于其實施應用。并且做出了詳細的設計方案以及封裝的工藝過程。
　　 本文利用Micron Optics公司生產的裸光柵制作了基片式封裝傳感器，利用等強

4、度梁、Ut7110Y靜態(tài)應變儀與Micron Optics公司生產的SM130光纖光柵解調儀進行了靈敏度試驗，驗證了該封裝下的傳感器具有良好的線性度，并最終得出該封裝傳感器的應變修正系數(shù)。
　　 通過對油船結構形式分析，以及對油船結構產生失效可能性大的位置進行分析，并且結合對油船油艙段結構有限元建模計算結果，得出應力集中位置，結合油船實際營運中的典型失效位置，最終找出光纖光柵傳感器的布置位置。針對得到的布置位置，采用分布式光纖光