光纖光柵應變傳感器的設計與研究.pdf

1、近年來光纖光柵傳感器在航空航天、艦船、土木工程、石化工業(yè)、電力工業(yè)、核工業(yè)、醫(yī)學等領域顯示了巨大的應用潛力。在艦船安全監(jiān)測系統(tǒng)中，光纖光柵傳感器分布于船體各部分，實時測量船體的形變并分析處理以達到示警以及故障診斷的目的。本文針對光纖光柵應變傳感器實際使用中存在的問題提出了解決方案，將分布式光纖光柵傳感器系統(tǒng)應用于實船健康檢測中，取得了良好的效果。主要研究內(nèi)容如下： (1)選用三種不同基底材料的光纖光柵傳感器進行懸臂梁應力加載實驗

2、，通過比較，當選用鈦合金材料作為光纖光柵傳感器的基底材料時，取得良好的線性擬合度和穩(wěn)定的波長應變轉換系數(shù)，優(yōu)化了傳感器的可靠性。 (2)通過理論計算和實驗驗證，傳感器封裝采用“工”字形封裝結構、鈦合金基板材料、496膠粘劑，安裝后光纖光柵傳感器應變測量范圍達到±3500με，滿足了大應變測量的需求。 (3)通過理論分析和實驗驗證，在140℃高溫保持10小時對光纖光柵進行退火，使得光纖光柵在短時間內(nèi)達到穩(wěn)定狀態(tài)，有效的解決