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在调研动态称重技术的发展历程和分析现有技术的缺陷和不足的基础上,提出了一种基于液压传动技术和光纤光栅压强传感技术相结合的新型车辆动态称重技术。本文着重对光纤光栅式液压传感器进行了理论分析和系统设计,完成了光纤光栅式液压传感器的初始样机,并进行了静态载荷实验,获得了良好的效果。
本文所做的工作主要包括以下几个方面:
1.调研和分析了现有的光纤式动态称重技术(光纤偏振式、多模光纤式、光纤干涉式和光纤光栅式动态称重技术),针对上述技术中存在的缺陷和不足,提出了一种基于液压传动技术和光纤光栅压强传感技术相结合的新型车辆动态称重技术方案。在此基础上,本文提出了一套动态称重的完整配置方案并介绍了各功能模块的具体作用及这套系统的工作流程。
2.详细介绍了称重传感头的两个组成部分——液压软管阵列受力机构和金属膜片光纤光栅压强传感头的结构原理及具体设计方案。该动态称重技术在弥补现有光纤光栅式动态称重技术轮胎载荷作用位置受限的同时,通过设计阵列式液压软管受力结构来延长车胎和动态称重系统的接触时间以提高车辆的通过速度并提高了系统精度。构建了光纤光栅式液压传感器的初始样机,并进行了静态载荷实验,论证了该技术的可行性。
3.为了适应动态称重系统对光纤光栅解调系统在实时性、大解调范围、高精度等方面的性能需求,对双光栅匹配解调系统进行工程化研究。通过调整结构布局和改进数据的处理方法,使应变测试系统的测试范围达到了525με,精度达到了±1με。通过理论推导得出采用该波长解调系统,动态称重传感器的称重范围可达10吨,称重精度为△M=30Kg。