溫度與應(yīng)變同時(shí)作用下光纖Bragg光柵傳感器的研究與應(yīng)用.pdf

1、光纖Bragg光柵(FBG)作為波長(zhǎng)調(diào)制型傳感器因?yàn)槠渚哂械奶囟ㄎ锢硇再|(zhì)，可對(duì)溫度、應(yīng)變、速度、加速度、傾角、電磁場(chǎng)、超聲波、濃度等物理量的測(cè)量。自批量化低成本生產(chǎn)后，F(xiàn)BG已經(jīng)應(yīng)用于各行各業(yè)領(lǐng)域的監(jiān)測(cè)中。研究溫度和應(yīng)變同時(shí)作用下FBG的傳感特性，對(duì)FBG傳感器區(qū)分溫度和應(yīng)變同時(shí)測(cè)量，以及把握溫度和應(yīng)變交叉敏感因素對(duì)FBG傳感器精度提高具有重要的意義。
　　本文針對(duì)溫度與應(yīng)變同時(shí)作用下FBG傳感器區(qū)分溫度和應(yīng)變同時(shí)測(cè)量，以及受到溫

2、度和應(yīng)變交叉敏感影響的問(wèn)題，做出具體的主要工作為:
　　1)系統(tǒng)分析了FBG溫度和應(yīng)變傳感特性，針對(duì)FBG溫度和應(yīng)變靈敏度系數(shù)是溫度和應(yīng)變的函數(shù)進(jìn)行討論。采用二元泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)方法和固體熱膨脹原理分析了FBG溫度和應(yīng)變傳感特性與溫度和應(yīng)變同時(shí)作用下的交叉敏感原因。在此基礎(chǔ)上，提出FBG溫度靈敏度修正因子的方法，以提高FBG傳感器中的FBG靜力水準(zhǔn)儀的精度。
　　2)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證懸掛重物的FBG和表貼于懸臂梁上的FBG存在溫度和應(yīng)變

3、交叉敏感，從量化的角度得出FBG溫度和應(yīng)變交叉敏感的程度，在此基礎(chǔ)上，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證FBG溫度靈敏度修正因子的方法對(duì)FBG靜力水準(zhǔn)儀修正的有效性。
　　3)以FBG傳感技術(shù)首次在武漢越江隧道聯(lián)絡(luò)通道凍結(jié)法施工凍土溫度和應(yīng)變監(jiān)測(cè)為背景，闡述了采用2根FBG對(duì)溫度與應(yīng)變同時(shí)作用下凍結(jié)法施工中的凍土溫度和應(yīng)變的區(qū)分同時(shí)監(jiān)測(cè)。
　　4)以FBG靜力水準(zhǔn)儀在某高速鐵路路基沉降監(jiān)測(cè)為背景，發(fā)現(xiàn)FBG靜力水準(zhǔn)儀在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中雖然已經(jīng)進(jìn)行溫度補(bǔ)