膠黏劑封裝FBG應(yīng)變傳感器重復(fù)性、一致性及疲勞性研究.pdf

1、光纖光柵憑借自身體積小、重量輕，信號(hào)抗電磁干擾、損耗小、可以遠(yuǎn)距離傳輸?shù)葍?yōu)勢被廣泛應(yīng)用于航空航天、船舶、電力、石油化工以及各種民用工程領(lǐng)域中。由于光纖光柵自身較為纖細(xì)、脆弱，因此在實(shí)際應(yīng)用中必須對(duì)其進(jìn)行封裝保護(hù)。光纖光柵的封裝形式多種多樣，其中最為通用的就是采用膠黏劑直接將其粘貼于基底材料上，若封裝后的FBG傳感器長期應(yīng)用于復(fù)雜惡劣的環(huán)境中，其性能參數(shù)會(huì)受到不同程度的影響。若采用膠黏劑封裝多個(gè)光纖光柵傳感器，則不同傳感器之間的重復(fù)性、一

2、致性問題的研究在實(shí)際工程中占有重要位置；若給膠黏劑封裝的FBG傳感器施加溫度參數(shù)的影響，即溫度加速疲勞實(shí)驗(yàn)研究，則傳感器的耐溫度老化性能問題同樣不可忽視；傳感器在工作過程中，光纖光柵可能受到不同頻率下加卸載的拉壓作用，則傳感器的抗疲勞性能直接影響到其使用壽命。本文以膠黏劑封裝光纖光柵應(yīng)變傳感器為研究對(duì)象，研究其封裝后的重復(fù)性、一致性、耐溫度老化性能及抗振動(dòng)疲勞性能等問題。文中通過對(duì)兩種膠黏劑封裝的FBG應(yīng)變傳感器開展相應(yīng)測試，研究分析傳

3、感器的上述幾種性能參數(shù)問題。本文主要內(nèi)容如下：
　　1.簡單介紹了光纖光柵傳感技術(shù)的發(fā)展及基本原理、工程應(yīng)用、封裝技術(shù)和膠黏劑封裝光纖光柵傳感器的應(yīng)變傳遞特性。
　　2.結(jié)合具體使用情況，研究不同膠黏劑封裝的FBG應(yīng)變傳感器重復(fù)性及一致性問題。按照制定的詳細(xì)研究方案開展試驗(yàn)，研究結(jié)果表明：應(yīng)變響應(yīng)測試下，EPO-TEK-353ND膠封裝的FBG應(yīng)變傳感器的重復(fù)性和一致性性能低于安特固環(huán)氧膠；溫度響應(yīng)測試下，EPO-TEK-3

4、53ND膠封裝的FBG應(yīng)變傳感器的重復(fù)性和一致性略高于安特固環(huán)氧膠。
　　3.光纖光柵傳感器若長期應(yīng)用于高溫環(huán)境中，其封裝層的耐溫度老化性能會(huì)直接影響傳感器的壽命，本章對(duì)采用安特固環(huán)氧膠封裝的FBG應(yīng)變傳感器實(shí)施溫度老化性能研究。研究結(jié)果表明：經(jīng)過不同時(shí)間的溫度老化后，膠黏劑表面沒有發(fā)生明顯的變化，且FBG傳感器的使用性能也未明顯降低。
　　4.對(duì)等強(qiáng)度梁上對(duì)稱粘貼的兩光纖光柵，實(shí)施振動(dòng)疲勞測試，通過分析不同振動(dòng)次數(shù)后等強(qiáng)度