臺灣博碩士論文加值系統

本研究主要目標為解決核能電廠閥桿操作時扭力及軸向力之監控之近程及遠程需求。有關近程需求，目前監控採國外製造的應變計組，一組要價數萬元，又只能使用於一次監測，每次大修上百隻閥桿，所費不貲。故近程需求為開發出本土之應變計組，以大幅節省成本。遠程之需求則為開發可供多次使用之量測設備，此部份利用光纖光柵感測器，先檢驗光纖光柵感測器對輻射環境的耐受性，次則探討以光纖光柵取代傳統應變計之可行性，結果證實光纖光柵感測器經受60Gy輻射照射後其特性未受影響，並能準確地量測閥桿的軸向與扭轉受力情形。

During routine overhaul, the axial force and torque in each valve stem in a nuclear power plant need to be monitored. Currently, pre-formed gages on a thin metal strip are used for this purpose. These gages are expensive and cannot last until the next overhaul. The current work attempts to fabricate similar gage that are ready for field use. The detailed requirements to ensure good accuracy during fabrication are analyzed. Practical gages have been manufactured and tested. The measured results agreed well with theoretical and experimented strain measured by sticking strain gages directly to the specimens. The durability of the gage varies from 30000 to beyond 60000 loading cycles depending on the adhesive used. Possibility of using fiber Bragg grating instead of resistance strain gage has also been investigated. The latter has the advantage that it can survive ionizing radiation

目 錄
誌 謝 I
摘 要 II
ABSTRACT III
目 錄 IV
圖目錄 VI
第一章、緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機與目的 1
1.3 論文架構 2
第二章、文獻回顧 4
2.1 光纖的基本構造及分類 4
2.1-1 光纖的基本構造 4
2.1-2 光纖的分類 4
2.2 光纖光柵感測器的工作原理 5
2.2-1 光纖光柵的原理 5
2.2-2 光纖光柵的分類 5
2.2-3 光纖光柵波長漂移與應變場之關係 6
2.3 核能電廠閥桿應變量測器之工作原理 6
2.4 總結 7
第三章、實驗設備與方法 12
3.1 自行製作閥桿應變感測器 12
3.1.1 實驗設備 12
3.1.1-1 光學平台 12
3.1.1-3 定位冶具 12
3.1.2 實驗方法 13
3.1.2-1軟性金屬薄片載體之準備 13
3.1.2-2準確張貼應變規的技術 13
3.1.2-3 量測注意事項 14
3.1.2-4 測試驗證流程 15
3.1.2-5 比較不同黏膠的影響 15
3.2 應用FBG感測器於閥桿應變量測 16
3.2.1 FBG對輻射之耐受性 16
3.2.1.1 實驗設備 16
3.2.1.1-1光學頻譜分析儀 16
3.2.1.1-2光纖熔接機 16
3.2.1.1-3光纖切割機 17
3.2.1.2　實驗方法 17
3.2.2 測試驗證 17
第四章、實驗結果與討論 28
4.1　驗證自行製作之閥桿應變感測器 28
4.1.1 自行製作之閥桿應變感測器量測結果 28
4.1.2 以不同接著劑黏貼的比較 28
4.2 FBG感測器應用於閥桿應變量測 29
4.2.1 FBG對輻射耐受性實驗 29
4.2.2 比較FBG與應變規同時應用於閥桿應變量測之結果 30
第五章、結論與未來展望 35
5.1結論 35
5.2未來展望 35
參考文獻 37
附錄1 39
附錄2 61
附錄3 75
附錄4 87

1. 許仕坤, ”內埋式光纖光柵感測聚碳酸酯之動態行為”, 台灣大學機械工程研究所碩士論文, 2006, Pages 5-7
2. “Optical Fiber Sensors Guide – Fundamentals & Applications”, Micron Optics Inc., 2005, Pages 5-7
3. J. W. Dally and W. F. Riley, “Experimental Stress Analysis”, 3rd edition, McGraw-Hill International Editions, 1991, Pages 223-227
4. “Strain Gage型錄”, KYOWA, 2004, Page 63
5. Malte Frovel, ”Fiber Optical Sensor Embedded In Composite Materials”, 馬德里技術大學工業工程系, 2006, Page 5
6. M.A. Caponero, ”THE OMEGA-LIKE: A NOVEL DEVICE USING FBG SENSORS TO POSITION VERTEX DETECTORS WITH MICROMETRIC PRECISION”, IPRD, 2006, Page 6
7. http://www.kyowa-ei.co.jp/english/products/gages/index.htm
8. http://www.microscopes.com.tw/product_infor/second_layer/05stereoscopy_htm/ 08-ism-720a.htm
9. “SCXI-1520 User Manual”, National Instruments, 2003, Page 1-6
10. 陳勇先, “軸向循環性組成律模式參數識別”, 台灣大學土木工程研究所碩士論文, 2001, Pages 5-6
11. “Strain Gage Instruction Manual”, 三聯科技, 2004, Pages 2-3
12. 蔡燿宇, “軸向循環塑性之系統化模擬”, 台灣大學土木工程研究所碩士論文, 2002, Pages 11-14
13. http://www.knlbest.com/data-b/b104/b10410.htm
14. “Optical Fibre Sensors Embedded into technical Textile for Healthcare”, Information Society Technologies Specification report on optical sensors, 2006, Page 23