机械系统光纤光栅分布动态监测与损伤识别

《21世纪先进制造技术丛书》序

序

前言

第1章 绪论

1.1 机械系统动态监测与诊断的概念和任务

1.1.1 机械系统动态监测与诊断的概念

1.1.2 机械系统动态监测与诊断的任务

1.2 机械系统动态监测与诊断系统的组成

1.2.1 传感技术与传感系统

1.2.2 信号分析与处理

1.2.3 状态辨识与判断

1.2.4 健康评估与诊断

1.2.5 预测预报技术

1.2.6 故障库和知识库

1.3 机械系统动态监测与诊断系统的特殊问题

..3.1 信号获取的要求

1.3.2 征兆提取的要求

1.3.3 状态识别的问题

1.4 机械系统动态监测与诊断的主要研究内容

1.4.1 信号获取与传感技术

1.4.2 模式识别与状态监测

1.4.3 智能诊断系统

1.4.4 监测与诊断的系统集成

参考文献

第2章 面向机械系统的高性能光纤光栅传感器

2.1 引言

2.2 光纤光栅传感基本原理

2.2.1 光纤光栅反射原理

2.2.2 光纤光栅温度传感原理

2.2.3 光纤光栅应变传感原理

2.3 光纤光栅的制作方法与形成机制

2.3.1 光纤光栅的制作方法

2.3.2 光纤光栅的形成机制

2.4 光纤光栅的高温衰退规律与耐高温性能

2.4.1 光纤光栅的高温衰退规律

2.4.2 光纤光栅的寿命

2.4.3 特种光纤光栅的耐高温性能

2.5 光纤光栅应变传递特性

2.5.1 光纤光栅传感器应变传递的有限元分析

2.5.2 影响光纤光栅应变有效传递的主要因素

2.5.3 光纤光栅传感器的弹性敏感体

2.6 面向机械系统的几种典型光纤光栅传感器

2.6.1 光纤光栅温度传感器

2.6.2 光纤光栅应变传感器

2.6.3 光纤光栅压力传感器

2.6.4 光纤光栅加速度传感器

参考文献

第3章 分布式大容量光纤光栅高速高精度解调原理与方法

3.1 光纤光栅解调技术

3.1.1 滤波解调法

3.1.2 干涉解调法

3.1.3 其他解调法

3.2 光纤光栅传感器复用技术

3.2.1 光波分复用技术

3.2.2 光时分复用技术

3.2.3 光空分复用技术

3.2.4 光频域反射复用技术

3.2.5 混合复用技术

3.3 分布式大容量光纤光栅高速高精度解调系统

3.3.1 高速高精度光纤光栅解调系统设计

3.3.2 光纤光栅波长的标定与解调算法

3.3.3 上位机监测软件设计

3.3.4 微型化光纤光栅解调系统的设计

3.4 光纤光栅解调系统的性能测试

3.4.1 解调精度及线性度

……

第4章 分布传感与动态监测信息的传输与处理

第5章 机械系统损伤动态监测原理与方法

第6章 复杂机械系统损伤识别机理

第7章 机械损伤系统的有限元模拟和结构完整性评价

第8章 复杂机械系统状态监测与故障诊断系统的集成与设计

第9章 大型机械装备的状态监测与诊断

第10章 机械系统智能化监测的展望

《机械系统的光纤光栅分布动态监测与损伤识别》是国内第一本全面论述机械系统光纤光栅分布动态监测与损伤识别的概念、研究意义、研究内容、实现方法及国内外最新研究进展的著作。全书共分10章，分别介绍了机械系统装备动态监测与诊断的概念和任务及展望、面向机械系统的高性能光纤光栅分布式传感器、光纤光栅反射波长高速解调原理与方法、分布传感与动态监测的原理与方法、机械系统的损伤识别及其动态监测原理与方法、机械系统损伤的有限元模拟和结构完整性评价、分布动态监测诊断与损伤识别的集成原理与设计、动态监测与诊断的实验研究与验证系统。本书是在国家自然科学基金重点资助项目“基于光纤光栅传感的复杂机械系统损伤动态监测基础理论与关键技术”的支持下，总结了武汉理工大学光纤传感技术国家工程实验室及机电工程学院近10年来，将光纤传感技术应用于重大机械装备监测与诊断方面的研究成果和国内外相关研究领域的最新进展。