光纖Bragg光柵傳感特性及其測試技術(shù).pdf

1、光纖傳感器具有信號(hào)探測和傳輸功能，在智能高速公路水泥結(jié)構(gòu)、智能建筑、橋梁和飛機(jī)蒙皮等方面有廣泛的應(yīng)用。光纖傳感器可以用來探測應(yīng)變、溫度、位移、化學(xué)物質(zhì)濃度、加速度、壓強(qiáng)、電流、磁場以及其他一些信號(hào)，是迄今為止發(fā)展最為成熟的纖維傳感器。 在用光纖傳感器進(jìn)行應(yīng)變測量時(shí)，多用的是光纖的軸向應(yīng)變響應(yīng)，忽略了橫向效應(yīng)的影響。本文從光纖的橫向效應(yīng)入手，從實(shí)驗(yàn)和理論上開展了對(duì)光纖傳感器應(yīng)變測量、封裝以及標(biāo)定等若干問題的研究。 1、實(shí)驗(yàn)

2、驗(yàn)證了光纖橫向效應(yīng)的存在。設(shè)計(jì)加工了一套能產(chǎn)生單向應(yīng)變場的實(shí)驗(yàn)裝置，從而考察了光纖光柵在僅受到橫向應(yīng)變時(shí)布拉格波長發(fā)生的變化，并對(duì)比光纖布拉格光柵的軸向應(yīng)變響應(yīng)，結(jié)果表明光纖布拉格光柵橫向應(yīng)變響應(yīng)的存在。 2、理論推導(dǎo)出光纖橫向效應(yīng)所帶來誤差的誤差修正公式。結(jié)合材料力學(xué)和光纖光柵應(yīng)變響應(yīng)公式，推導(dǎo)出光纖橫向效應(yīng)的誤差修正公式，并通過實(shí)驗(yàn)研究和探討了光纖傳感器安裝方位和安裝誤差對(duì)應(yīng)變測量結(jié)果的影響。討論了如何用光纖布拉格光柵應(yīng)變花

3、來確定平面應(yīng)變狀態(tài)下測點(diǎn)的主應(yīng)變方向及大小，導(dǎo)出了各類光柵應(yīng)變花的應(yīng)變修正公式。 3、制作了一種鋁片封裝的光纖傳感器，并通過試驗(yàn)研究了其應(yīng)變和溫度響應(yīng)特性。所制作的光纖傳感器用鋁片和樹脂封裝，在實(shí)驗(yàn)條件下對(duì)其進(jìn)行了拉伸，研究了其應(yīng)變響應(yīng)特性，在水浴中對(duì)其進(jìn)行了溫度試驗(yàn)，研究了其溫度響應(yīng)特性。制作了一種鋼管封裝的光纖溫度及溫度增敏傳感器，并對(duì)其作了溫度標(biāo)定，結(jié)果表明傳感器能夠較好的排除應(yīng)力應(yīng)變的干擾。 4、結(jié)合一種二維光纖