船用光纤光栅应变传感器温度补偿技术

为了使基于光纤光栅的船舶结构安全监测系统的测量结果更加准确，设计试验装置，定量研究预拉伸值、封装形式和封装基底等因素对光纤光栅（FBG）传感器温度灵敏度的影响；测试多个型号的光纤光栅传感器进行验证，并为船用光纤光栅应变传感器设计温度补偿传感器。研究结果表明：预拉状态和封装基底材料是影响光纤光栅传感器温度灵敏度的主要因素，使用与被补偿传感器一致的基底材料和封装工艺制作温度补偿传感器能够达到理想的效果。此外，研究中还给出了光纤光栅温度补偿传感器选择、设计的基本原则和方法。     

用于机载环境的光纤光栅压力传感器的研究

本文从理论上分析了光纤光栅的压力传感特性,提出了一种基于自由弹性变形体的光纤光栅压力传感器结构用于测量机载条件下的压力。对设计的传感器结构进行实验,压力传感器的灵敏度系数为25.1pm/MPa,而通过理论计算,压力传感器的灵敏度系数为25.9pm/MPa,相对误差仅为3%,同时它可以实现温度补偿。这种传感器适合机载条件下的压力测量。     

某新型船舶扭矩传感器试验分析

对一种船舶用新型薄膜扭矩传感器的环境适应性进行试验研究,按船舶环境条件对该传感器进行温湿度、盐雾和霉菌试验,采用该新型扭矩传感器对船舶工况进行振动和疲劳试验,并将经过试验的薄膜扭矩传感器在扭矩标准机上进行静态校准,验证该新型薄膜扭矩传感器能够满足船舶环境条件下长期稳定工作的要求,验证了薄膜优良的抗温湿度、防腐性能,是薄膜技术在船舶扭矩传感器领域的创新运用。     

基于光纤光栅应变传感器的液压驱动绞车缆绳张力监测

基于安装在绞车刹车带上的光纤光栅应变传感器,对液压驱动绞车马达进行加载,试验得出光纤光栅应变传感器的应变差与液压马达压差之间的数学关系。试验结果表明:光纤光栅应变传感器的应变差与液压马达压差呈现线性关系。该结论可应用于各类液压驱动绞车缆绳张力的监测。     

一种船用推扭传感器设计及研究

设计一种船用推力扭矩测量传感器,分析其推扭特性,并制作传感器实物进行标定完成验证。分析传感器设计原理,重点阐述如何避免推扭干扰问题,在Workbench中用数值仿真方法计算推力-应变、扭矩-应变曲线,判断其线性度。同时加载推力和扭矩,分别与单独加载力或扭矩对比,分析其推力扭矩干扰特性。制造传感器,粘贴应变片,以实物标定方式验证传感器设计可行性。     

基于光电探测器阵列的光纤布拉格光栅传感系统解调方法

比较通用线阵CCD,光电二极管阵列(PDA),CMOS成像传感器和InGaAs成像传感器的原理、特点和性能,提出基于InGaAs成像传感器的光纤光栅传感解调方法,并设计基于线阵InGaAs成像传感器的光纤光栅传感解调系统,利用该系统对应力和温度变化进行传感测量实验,验证系统的实用性。基于线阵InGaAs成像传感器的解调系统不仅测量精度和分辨率很高,响应速度快,而且从根本上改变了传统光纤光栅传感解调系统结构尺寸,光纤光栅传感解调仪工程实用化奠定了基础,具有很好的应用前景。     

基于光纤光栅传感的铁路异物侵限监测系统研究

随着我国铁路建设进入快速发展时期,对铁路安全运输提出了更高的要求,建立铁路异物侵限监测系统显得很有必要。由此提出用光纤布喇格光栅应力传感器替代传统的电类传感器,分析了光纤布喇格光栅应力传感器的工作原理,设计了基于光纤光栅传感的铁路异物侵限监测系统并分析了预警过程。所设计的铁路异物侵限监测系统实现了分布式测量、光缆传输、系统集成、实时监测、在线控制等功能,为列车安全运行提供了可靠保障。     

FBG光纤光栅的原理和应用

简要介绍了FBG光纤光栅通过测量波长的漂移实现对被测量的检测原理及抗干扰能力强且易于在同一根光纤内集成多个传感器复用;以及FBG光纤光栅在高精度测温、高分辨率应变测量液、位测量领域的应用。     

舰船磁电相差式转矩仪的误差分析及实验研究

本文目的是寻求提高舰船柴油机输出扭矩在线测量精度的途径,以能适应舰船机舱恶劣工作环境的磁电相差式转矩仪为研究对象.根据其工作原理,从输出轴、磁电传感器和测试仪器3个方面详细分析了可能引起测量误差的原因,尤其是2路信号波形变化不一致和感应涡流引起的转速特性误差,在此基础上提出了从根本上提高测量精度的途径,并在1台船用柴油机上建立了实验装置.实验结果表明,文中所提出的方法能有效提高测量精度.     

光纤传感器系统在土工结构的静动应变测量上的应用

评估了光纤传感器作为完整的结构部件在恶劣的环境条件下,进行长期或短期应变监测的可行性.不同的规模和材料的土工试验过程中已经使用了光纤传感器.实例研究包括静力轴向的钻孔桩测试、钻孔测斜、试验室的单轴压缩测试.     

基于二次曲线修正的光纤光栅Bragg波长解调算法

光纤光栅反射波长即光纤光栅Bragg波长的解调技术是光纤Bragg光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)实用化的关键技术。针对基于可调谐法布里-珀罗(Fabry-Perot,F-P)滤波器的光纤光栅解调系统,在直线插值法的基础上,提出了二次曲线修正的光纤光栅Bragg波长解调算法,并做了实验研究,达到了提高光纤光栅Bragg波长解调精度的目的。     

基于FBG传感的水下潜器结构健康监测系统研究

依据水下潜器深潜期间耐压壳结构的强度保障需求,以光纤光栅(FBG)原理为基础,针对水下潜器耐压壳结构特点,对光纤光栅应变传感监测系统的基本构成和工作原理进行分析,具体给出各监测子系统功能作用和监测系统流程。通过理论计算及复杂应力区的有限元数值仿真模拟,为实现光纤光栅测点优化布设提供力学基础。     

光纤Bragg光栅传感器在智能船舶结构中的应用

光纤光栅传感器除具有一般普通光纤传感器体积小、灵敏度高、带宽宽、抗电磁干扰能力强和耐腐蚀外,还具有易集成、本征自相干性好、波长编码、可实现实时测量和分布式测量等独特优点,近年已成为新型传感及国际智能结构领域中的研究热点.文章介绍了光纤Bragg光栅传感器的基本原理,综述了其在国外船舶结构中的应用,分析了光纤Bragg光栅传感器在信息化智能舰船中能起到的作用和在智能船舶结构中应用的关键技术.     

Issues in Underwater Cultural Heritage Impact Assessments in China

Abstract

During the past decades, the number of coastal and marine construction projects has multiplied in China, posing a serious threat to underwater cultural heritage in its waters. In contrast, there are few rules dealing with underwater cultural heritage impact assessment which has not yet become a mandatory procedure in various coastal and marine construction projects. With China putting forward the Belt and Road Initiative, the conflicts between the protection of underwater cultural heritage and the need of various coastal and marine construction projects might become more frequent. Chinese legislation in this domain, undergoing important revision, intends to establish a mandatory procedure of proactive archeological investigation. This revision could have a great influence on the protection of underwater cultural heritage as well as the coastal and marine construction projects in China but the relevant provisions are still far from satisfactory. The present study will review the current Chinese legislation concerning the impact assessment of marine or coastal construction projects on underwater cultural heritage and explore the possibility for further improvement at the legislative level.     

Biogeography-based combinatorial strategy for efficient autonomous underwater vehicle motion planning and task-time management

Autonomous Underwater Vehicles (AUVs) are capable of spending long periods of time for carrying out various underwater missions and marine tasks. In this paper, a novel conflict-free motion planning framework is introduced to enhance underwater vehicle’s mission performance by completing maximum number of highest priority tasks in a limited time through a large scale waypoint cluttered operating field, and ensuring safe deployment during the mission. The proposed combinatorial route-path planner model takes the advantages of the Biogeography-Based Optimization (BBO) algorithm toward satisfying objectives of both higher-lower level motion planners and guarantees maximization of the mission productivity for a single vehicle operation. The performance of the model is investigated under different scenarios including the particular cost constraints in time-varying operating fields. To show the reliability of the proposed model, performance of each motion planner assessed separately and then statistical analysis is undertaken to evaluate the total performance of the entire model. The simulation results indicate the stability of the contributed model and its feasible application for real experiments.     

基于光电复合缆的水声信号采集发射传输系统

众所周知水下电磁环境复杂,在水下采用电缆传输电信号非常容易受到海洋电磁环境干扰,并且随着距离的增加,电信号受到干扰和衰减也就越大.因此水下中长距离的信号传输采用光电复合缆传输是一个比较好的选择,光纤用来传递水声信号,电缆用来传输电力.因此本文设计了一种基于光电复合缆的水声信号采集发射传输系统,能够很好地解决上述问题.本设计将要采集和发射的水声模拟信号在采集发射端和主机端转换成光信号,端到端之间的传输采用光信号,而采集发射端的供电则由光电复合缆的电缆提供.     

深海采矿船水下设备布放回收工艺

综合考虑复杂的海洋环境和水下设备形式,深入分析深海采矿作业中水下设备布放回收的技术难点和作业效率,开展布放回收系统中的集矿车、中继仓、提升泵和扬矿管等水下设备的配置和布局设计,形成深海采矿船水下设备布放回收工艺。研究结果可为深海采矿船水下设备布放回收系统的设计制造提供参考,为深海采矿船工程应用提供技术支撑。     

一种新型海洋能发电轮机水动力特性研究

摘 要：海洋发电轮机所处的海上作业环境恶劣，设备易发生故障且维修困难。基于三维势流理论，并结合ANSYS-AQWA软件，对风、浪、流荷载联合作用下的海洋能发电轮机的水动力特性进行研究，得出了发电轮机在工作工况及极限工况下的运动响应特性。结果表明，浮体运动响应幅值的最大值分别发生在遭遇艏斜浪和横浪时；其中极限工况下的运动响应幅值是工作工况下的3-10倍。该装置经过循环改型后水动力性能良好，能够满足实际的工程应用，本文提出的计算方法可以作为一种快速预报装置水动力特性的校核手段，满足工程设计阶段的需求。     

水下爆炸作用下船舱浮筏系统的冲击响应试验研究

设计了船舱浮筏系统的水下爆炸试验装置，测试了浅水域中爆炸的水下爆炸载荷，分析了存在结构反射时的冲击波和气泡脉动压力的幅值、比冲量和能量密度，指出以低频成分为主的气泡脉动压力，对舰船设备隔离系统的冲击响应产生重要的作用。并对水下爆炸载荷作用下船舱浮筏系统的冲击响应进行分析，其结果对于研究舰船设备的抗冲击性能具有参考价值。