分布式光纖光柵智能懸臂梁溫度解調(diào)系統(tǒng)的研究.pdf

1、近年來，光纖智能金屬結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。光纖布拉格光柵傳感器（Fiber Bragg grating，F(xiàn)BG）具有體積小、質(zhì)量輕、壽命長、可埋入、耐高溫、抗腐蝕、靈敏度高、良好的電絕緣性、能在惡劣條件和復(fù)雜環(huán)境下工作等優(yōu)點(diǎn)，是智能結(jié)構(gòu)首選的信息傳輸與傳感載體。光纖光柵智能金屬結(jié)構(gòu)是將光纖布拉格光柵傳感器埋入到金屬基體內(nèi)部或者集成在金屬結(jié)構(gòu)表面所構(gòu)成的，從而可以實(shí)時(shí)監(jiān)測金屬結(jié)構(gòu)的溫度、應(yīng)力等狀態(tài)參數(shù)的變化，對(duì)金屬結(jié)構(gòu)的安全運(yùn)行及

2、生產(chǎn)效率的提高具有重要意義和工程價(jià)值。
　　FBG傳感器中心波長隨著外界被測參量的變化會(huì)發(fā)生相應(yīng)的偏移，如何精確有效地檢測出反射中心波長的偏移量，設(shè)計(jì)出同步測量、高分辨率、操作簡單且實(shí)用化的解調(diào)系統(tǒng)是FBG傳感器走向?qū)嵱没年P(guān)鍵技術(shù)之一。光纖光柵懸臂梁結(jié)構(gòu)常應(yīng)用在精密應(yīng)變測量領(lǐng)域，外界溫度變化對(duì)應(yīng)變傳感測量準(zhǔn)確性會(huì)造成一定的影響。
　　本文針對(duì)FBG智能懸臂梁結(jié)構(gòu)，采用FBGA模塊構(gòu)建分布式溫度解調(diào)系統(tǒng)，分析了FBG智能懸臂

3、梁結(jié)構(gòu)的溫度傳感特性，采用LabVIEW軟件開發(fā)了FBG智能懸臂梁結(jié)構(gòu)的溫度監(jiān)測軟件系統(tǒng)。
　　具體工作主要包括：
　　(1)介紹了光纖布拉格光柵傳感器的研究現(xiàn)狀以及FBGA解調(diào)模塊的原理。分析了裸FBG傳感特性，金屬化FBG傳感特性，集成到金屬結(jié)構(gòu)中FBG傳感特性。
　　(2)采用六支不同的FBG傳感器，對(duì)它們進(jìn)行不同的金屬化保護(hù)，使其獲得了良好效果的金屬鍍層。對(duì)這六支傳感光柵FBG進(jìn)行了恒溫水浴箱溫度傳感實(shí)驗(yàn)，并分

4、析了這六支FBG傳感器的溫度傳感性能以及不同鍍層對(duì)他們的溫度特性的影響。
　　(3)將這六支FBG傳感器粘貼到懸臂梁結(jié)構(gòu)的上下表面構(gòu)成FBG智能懸臂梁結(jié)構(gòu)，形成分布式測量。并對(duì)智能懸臂梁進(jìn)行了恒溫水浴箱溫度傳感實(shí)驗(yàn)，分析了智能懸臂梁溫度傳感性能，并對(duì)比分析了粘貼前后這六支FBG的溫度傳感特性以及懸臂梁對(duì)FBG的熱應(yīng)變作用。
　　(4)針對(duì)FBG智能懸臂梁結(jié)構(gòu)，采用FBGA模塊構(gòu)建分布式溫度解調(diào)系統(tǒng)并用LabVIEW軟件設(shè)計(jì)開