光纖應(yīng)變傳遞關(guān)系和FBG傳感器性能蛻化特性的研究.pdf

1、光纖傳感器由于具有質(zhì)量輕、體積小、抗電磁干擾能力強(qiáng)、靈敏度高、可靠性好、易于復(fù)用等優(yōu)點(diǎn)，在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)中獲得廣泛應(yīng)用，成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。但是光纖光柵傳感器長(zhǎng)期工作在野外，受外界惡劣環(huán)境影響，其性能可能發(fā)生蛻化。光纖光柵傳感器性能蛻化將導(dǎo)致信號(hào)采集系統(tǒng)無(wú)法采集到正確數(shù)據(jù)，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)結(jié)果失誤，產(chǎn)生錯(cuò)誤判斷。針對(duì)上述問(wèn)題，本文對(duì)光纖光柵傳感器性能蛻化一系列問(wèn)題包括溫度、腐蝕性環(huán)境、非均勻溫度/應(yīng)變場(chǎng)、彎曲等因素對(duì)光纖光柵傳感器性

2、能特性的影響。對(duì)上述內(nèi)容的研究，將進(jìn)一步推動(dòng)光纖光柵傳感器的發(fā)展，同時(shí)擴(kuò)大光纖光柵傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域。本文主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
　?。?）理論分析了光纖光柵傳感器傳感原理，并在此基礎(chǔ)上分析了光纖光柵傳感器的溫度/應(yīng)變傳感原理，且進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。根據(jù)耦合模理論仿真分析了光纖光柵傳感器的反射譜、透射光譜以及光柵各參數(shù)對(duì)光纖光柵傳感器反射光譜的影響。
　?。?）根據(jù)光纖結(jié)構(gòu)模型，利用彈性力學(xué)知識(shí)分析光纖結(jié)構(gòu)應(yīng)變傳遞關(guān)系，并

3、以此推導(dǎo)海底光電復(fù)合纜中光纖結(jié)構(gòu)的應(yīng)變傳遞關(guān)系式，仿真分析光纖各結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)光纖應(yīng)變傳遞能力的影響，以及不同形式應(yīng)變分布作用于光纖傳感器時(shí)其應(yīng)變傳遞特性。
　?。?）分析了溫度對(duì)光纖布拉格光柵傳感器性能特性的影響原理，并通過(guò)試驗(yàn)分別研究了光纖光柵傳感器在高低溫循環(huán)、低溫環(huán)境下傳感特性。
　　（4）分析包層減小對(duì)光纖布拉格光柵傳感器性能的影響，通過(guò)腐蝕試驗(yàn)研究了腐蝕性環(huán)境對(duì)光纖光柵傳感器性能的影響和被腐蝕的光纖光柵傳感器的應(yīng)用問(wèn)