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原文传递光纤动态称重技术研究

论文题名：	光纤动态称重技术研究
关键词：	动态称重;光纤传感;微弯损耗;强度解调;实时监测;车辆超载
摘要：	车辆的超速与超载是两项严重威胁交通安全的违法行为，车辆超速问题通过测速雷达和视频技术目前已经得到较好解决，但是超载问题由于缺乏有效手段目前仍然属于高发违法行为。此外，高速精准收费和智能交通实时监测都对准确获取车辆载重情况有现实需求。现有的地秤等静态测重方法虽然测量精度高，准确性好，但是测量时间长，通行效率低，严重影响车流的速度，因此动态称重(Weigh-in-Motion，WIM)应运而生。本文针对当前动态称重传感器存在的不足，采用微弯型光纤压力传感器阵列技术开展车辆动态称重技术的研究。论文首先对车辆快速通过动态称重系统的响应过程进行了理论研究，对二阶系统的阶跃响应和冲激响应过程进行了仿真模拟，为传感器设计提供了理论参考。设计并研制了变形器-光纤、弹性体-变形器的三明治夹层结构的微弯型光纤传感器探头，采用脉冲自参考解调技术对微弯型光纤压力传感器实现了信号检测，并分析了光源强度波动、系统噪声、开机重复性等因素对测量的影响。最后开展了基于光纤压力传感器阵列的动态称重原理性实验，测量了压力传感器的静态特性和动态特性，并进行了车辆测速研究，实验测定压力传感器的静态灵敏度为?0.0087/N。　　论文研究结果表明，基于光纤压力传感器的公路动态测重系统具有结构简单、易于解调、成本低廉和测量精度高等优点，具有潜在的应用价值。
作者：	朱肖彤
专业：	机械工程
导师：	宋章启
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工业大学
学位年度：	2020