基于FBG的高溫應變增敏檢測技術研究.pdf

1、由于基于光纖Bragg光柵的各類傳感器一般都有高靈敏度、抗電磁干擾和體積小等優(yōu)異性能，因此在石油化工行業(yè)、結構健康檢測和航空航天等領域獲得愈來愈廣泛的關注和應用。在石油化工行業(yè)中通常需要在高溫環(huán)境中進行接觸式應變檢測，由于電學傳感器存在安全性問題無法使用，而由傳統(tǒng)膠黏劑封裝的光纖光柵應變傳感器，由于存在壽命短和不穩(wěn)定的特點而無法滿足測量要求。本文正是針對上述問題，圍繞光纖光柵應變傳感器的耐高溫性封裝，和相應的應變增敏，以及封裝后的耐高溫

2、性能展開研究，主要做了如下工作：
　　1、設計、加工并改進了在高溫環(huán)境下進行應變檢測的高靈敏度光纖布拉格光柵應變傳感器。主要從耐高溫光纖Bragg光柵、固定方式和傳感結構的角度考慮，最終確定了滿足應用要求的polyimide-FBG、低溫玻璃粉和無膠化夾持兩種固定方式和菱形傳感結構。
　　2、分別對上述兩種封裝光柵結構的應變傳遞過程進行了理論分析，確定了待測彈性構件表面的應變大小和光纖布拉格光柵中心波長之間的關系，并且分析了

3、封裝過程中Bragg波長的漂移和應變測量范圍的關系；
　　3、用ANSYS有限元分析軟件分別對上述菱形結構和二級杠桿式應變增敏結構進行了模擬分析，得出了在外界應變作用下兩種封裝結構的應力分布圖；
　　4、最后對兩種結構在高溫環(huán)境下的時間特性、溫度特性和應變特性進行了測試。時間特性中，夾持結果顯示了類似“矩形波”的形狀，表現(xiàn)了良好的夾持效果；由于光柵有限的預應力，在正應變增大至一定值后出現(xiàn)平坦階段，與預期效果一致；壓縮應變特性