嵌入式復(fù)合材料FBG傳感器的應(yīng)用研究.pdf

1、光纖Bragg光柵傳感器(FiberBragggratingsensor,FBG)是近幾年來(lái)發(fā)展最為迅速的光纖無(wú)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(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。但在實(shí)際工程結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)過(guò)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(lèi)型遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足工業(yè)需求。因此也必須尋找有效的封裝方式，對(duì)光纖Bragg光柵進(jìn)行保護(hù)。

2、 本文主要針對(duì)FBG傳感器存在的上述缺陷，研制出一種以復(fù)合材料(T300/648)封裝的FBG傳感器，這種封裝結(jié)構(gòu)能夠很好的保護(hù)光纖Bragg光柵。由于封裝材料結(jié)構(gòu)的可設(shè)計(jì)性，故能使傳感器與所測(cè)量的基材達(dá)到滿(mǎn)意的匹配效果，因此在監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)變形時(shí)減小了測(cè)量誤差也提高了傳感器的線(xiàn)性度等。同時(shí)文中闡述了傳感器的封裝工藝以及封裝材料鋪層方式對(duì)測(cè)量結(jié)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(chǔ)上，分析裸光纖光柵應(yīng)變傳感特

3、性，以及光柵中心波長(zhǎng)變化對(duì)傳感靈敏度系數(shù)的影響。 二、設(shè)計(jì)并制作了一種以T300/648復(fù)合材料封裝的光纖Bragg光柵傳感器。通過(guò)等強(qiáng)度懸臂梁的彎曲試驗(yàn)對(duì)其傳感特性進(jìn)行試驗(yàn)，研究了封裝工藝等對(duì)光纖Bragg光柵傳感器性能的影響。 三、研究光纖傳感器應(yīng)變的界面?zhèn)鬟f機(jī)理和誤差修正，推導(dǎo)光纖傳感器的應(yīng)變多層界面?zhèn)鬟f和誤差修正公式，利用理論和試驗(yàn)結(jié)果對(duì)自行研制的復(fù)合材料封裝的光纖Bragg光柵傳感器進(jìn)行應(yīng)變傳感誤差分析和修正，