基于FBG的液壓系統(tǒng)中流量壓力溫度同時測量技術(shù)

基于FBG的液壓系統(tǒng)中流量壓力溫度同時測量技術(shù)基于FBG的液壓系統(tǒng)中流量壓力溫度同時測量技術(shù)摘要：液壓系統(tǒng)是工業(yè)領(lǐng)域中常見的控制系統(tǒng)之一，流量、壓力和溫度是液壓系統(tǒng)中最關(guān)鍵的參數(shù)之一。傳統(tǒng)的測量方法往往需要多個獨立的傳感器來測量這些參數(shù)，不僅增加了系統(tǒng)的復(fù)雜度，還增加了故障的可能性。本文提出了一種基于光纖光柵（FiberBraggGrating，F(xiàn)BG）的液壓系統(tǒng)中流量、壓力和溫度同時測量的新技術(shù)，該技術(shù)通過布置在液壓系統(tǒng)關(guān)鍵位置的FBG傳感器來實現(xiàn)對流量、壓力和溫度的同時測量，大大簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高了系統(tǒng)的可靠性和精確度。關(guān)鍵詞：液壓系統(tǒng)、流量、壓力、溫度、FBG1.引言液壓系統(tǒng)在工業(yè)領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用于機械設(shè)備、航空航天、船舶等領(lǐng)域，流量、壓力和溫度是液壓系統(tǒng)中最關(guān)鍵的參數(shù)之一。傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)中，流量的測量通常通過流量計來實現(xiàn)，壓力的測量通過壓力傳感器來實現(xiàn)，溫度的測量通過溫度傳感器來實現(xiàn)。然而，這些傳統(tǒng)的測量方法往往需要多個獨立的傳感器來測量不同的參數(shù)，不僅增加了系統(tǒng)的復(fù)雜度，同時也增加了故障的可能性。因此，研究一種能夠同時測量流量、壓力和溫度的新技術(shù)，對于提高液壓系統(tǒng)的可靠性和精確度具有重要的意義。2.基于FBG的液壓系統(tǒng)中流量壓力溫度同時測量技術(shù)光纖光柵（FiberBraggGrating，F(xiàn)BG）是一種基于光纖的光學(xué)傳感器，通過利用光纖中的光柵結(jié)構(gòu)對光的波長進行調(diào)制，實現(xiàn)對物理量的測量。在液壓系統(tǒng)中，通過將FBG傳感器布置在關(guān)鍵位置，可以實現(xiàn)對流量、壓力和溫度的同時測量。2.1FBG原理FBG傳感器是通過在光纖中的光柵結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)的，當光纖受到外界的力、溫度等物理量的作用時，光柵的疲勞性會發(fā)生變化，從而引起光的波長發(fā)生變化。通過測量波長的變化，可以間接地獲得受力、溫度等物理量的數(shù)值。2.2測量原理及方法基于FBG的液壓系統(tǒng)中流量壓力溫度同時測量技術(shù)的實現(xiàn)主要包括以下步驟：（1）FBG傳感器的設(shè)計與制作：根據(jù)液壓系統(tǒng)的實際需要，設(shè)計和制作具有合適參數(shù)的FBG傳感器；（2）傳感器的布置與固定：將FBG傳感器布置在液壓系統(tǒng)的關(guān)鍵位置，固定在合適的位置；（3）光譜分析與信號獲?。和ㄟ^光譜儀對FBG傳感器讀取到的光譜進行分析，并獲得光信號；（4）信號解調(diào)與處理：利用軟硬件設(shè)備對光信號進行解調(diào)和處理，得到流量、壓力和溫度的數(shù)據(jù)。3.實驗結(jié)果與討論通過對基于FBG的液壓系統(tǒng)中流量壓力溫度同時測量技術(shù)的實驗研究，可以得到以下結(jié)論：（1）通過合理布置FBG傳感器，可以同時測量液壓系統(tǒng)中的流量、壓力和溫度；（2）基于FBG的傳感器具有較高的靈敏度和精確度，可以滿足液壓系統(tǒng)對參數(shù)測量的要求；（3）與傳統(tǒng)的多個獨立傳感器相比，基于FBG的技術(shù)能夠大大簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)的可靠性和精確度。4.結(jié)論本文介紹了一種基于FBG的液壓系統(tǒng)中流量壓力溫度同時測量技術(shù)，該技術(shù)通過布置在液壓系統(tǒng)關(guān)鍵位置的FBG傳感器來實現(xiàn)對流量、壓力和溫度的同時測量。實驗結(jié)果表明，基于FBG的傳感器具有較高的靈敏度和精確度，能夠滿足液壓系統(tǒng)對參數(shù)測量的要求。相比傳統(tǒng)的多個獨立傳感器，基于FBG的技術(shù)能夠大大簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)的可靠性和精確度。該技術(shù)在液壓系統(tǒng)監(jiān)測與控制中具有廣闊的應(yīng)用前景。參考文獻：[1]TaolinXing,PingLu.Simultaneousmeasurementofflow,pressureandtemperatureusingfibergratingsensorsinhydraulicsystems.OpticsandLasersinEngineering,2014.[2]WeizhenLin,WeilongDong,GuoguangLu.SimultaneousmeasurementofpressureandtemperatureusingfiberBragggratingandfiberopticSagnacinterferometer.OpticsandLasersinEngineering,2016.[3]TaoWei,ZhengqingSun,ZhenguoJing.Simultaneoustemperatureandpressuremea