嵌入式復合材料FBG傳感器的應用研究.pdf

1、光纖Bragg光柵傳感器(FiberBragggratingsensor,FBG)是近幾年來發(fā)展最為迅速的光纖無源器件之一。由于它具有抗電磁干擾、抗電波干擾和精確性等優(yōu)良性能，因而在光纖通信及傳感領域有著廣闊的應用前景。但在實際工程結構長期監(jiān)測過程中，通常發(fā)現(xiàn)由于傳感器本身傳感性能的缺陷(如容易折斷、質(zhì)地脆、抗堿性能力差等)，使得既有的FBG傳感器類型遠不能滿足工業(yè)需求。因此也必須尋找有效的封裝方式，對光纖Bragg光柵進行保護。

2、 本文主要針對FBG傳感器存在的上述缺陷，研制出一種以復合材料(T300/648)封裝的FBG傳感器，這種封裝結構能夠很好的保護光纖Bragg光柵。由于封裝材料結構的可設計性，故能使傳感器與所測量的基材達到滿意的匹配效果，因此在監(jiān)測結構變形時減小了測量誤差也提高了傳感器的線性度等。同時文中闡述了傳感器的封裝工藝以及封裝材料鋪層方式對測量結果的影響等。本文的主要工作如下： 一、在光纖光柵傳輸理論的基礎上，分析裸光纖光柵應變傳感特

3、性，以及光柵中心波長變化對傳感靈敏度系數(shù)的影響。 二、設計并制作了一種以T300/648復合材料封裝的光纖Bragg光柵傳感器。通過等強度懸臂梁的彎曲試驗對其傳感特性進行試驗，研究了封裝工藝等對光纖Bragg光柵傳感器性能的影響。 三、研究光纖傳感器應變的界面?zhèn)鬟f機理和誤差修正，推導光纖傳感器的應變多層界面?zhèn)鬟f和誤差修正公式，利用理論和試驗結果對自行研制的復合材料封裝的光纖Bragg光柵傳感器進行應變傳感誤差分析和修正，