光纖Bragg光柵傳感特性及其測試技術.pdf

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

2、驗證了光纖橫向效應的存在。設計加工了一套能產生單向應變場的實驗裝置，從而考察了光纖光柵在僅受到橫向應變時布拉格波長發(fā)生的變化，并對比光纖布拉格光柵的軸向應變響應，結果表明光纖布拉格光柵橫向應變響應的存在。 2、理論推導出光纖橫向效應所帶來誤差的誤差修正公式。結合材料力學和光纖光柵應變響應公式，推導出光纖橫向效應的誤差修正公式，并通過實驗研究和探討了光纖傳感器安裝方位和安裝誤差對應變測量結果的影響。討論了如何用光纖布拉格光柵應變花

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