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表面粗糙度作为表征表面加工质量的主要参数,很大程度上影响着工件的性能。因此,表面粗糙度的测量与评定是生产过程控制和产品质量控制的重要依据。尽管目前测量工件表面粗糙度的方法很多,有的已经比较成熟,但是针对深孔内表面的全深度多母线粗糙度检测技术因其深径比大和内部空间小,发展还远远不够,依然存在测量效率低、操作难度大以及测量精度低等问题。针对上述问题,本文提出了一种基于光纤传感器阵列的深孔内表面粗糙度检测方法,实现了深孔内表面的全深度多母线粗糙度测量。首先推导了单光纤对结构的反射式强度调制型光纤传感器(Reflective Intensity Modulated Fiber Optical Sensor,RIM-FOS)的光强调制函数,然后通过计算机仿真了传感器特征参数对光强调制特性的影响,结合内表面粗糙度测量要求,确定了单路RIM-FOS的设计。并设计了基于RIM-FOS的光纤传感阵列,以及相应的光电检测电路,制定了传感器阵列的布设方案,在制作的孔状零件粗糙度试样上进行了传感器的标定试验,建立了标度转换关系曲线,并在搭建的试验平台上实现了粗糙度的全深度测量。论文的主要研究内容和结论如下:(1)理论分析了理想条件下单光纤对特征参数对光强调制特性的影响规律,结合内表面粗糙度测量要求,进行了单路RIM-FOS原理设计。(2)提出了光纤传感阵列方案,进行了阵列结构设计,并确定了光纤传感阵列的布设方案。(3)建立了单路RIM-FOS系统测量粗糙度值的数学模型。(4)设计了深孔内表面粗糙度测量系统硬件和软件。硬件部分包括:单光源驱动的光纤传感阵列,低噪声的光电检测电路等;软件部分包括:基于STM32开发板的多路信号采集、处理、存储、显示以及数据查询软件。(5)首先,搭建了特性测试平台,验证了各路RIM-FOS实际光强调制特性的一致性;然后,搭建了标定试验平台,进行了标定试验,拟合了不同孔径下具体的电压与粗糙度值换算公式;最后,搭建了深孔内表面粗糙度系统试验平台,试验得到了全深度、多母线测量性能,试验结果表明该系统粗糙度测量相对误差小于8%。