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《钛合金片封装光纤光栅传感器的应变和温度传感特性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、钛合金片封装光纤光栅传感器的应变和温度传感特性研究第17卷第5期2006年5月电子?澈Journalofoptoelectronics?LaserVo1.17No.5May2006钛合金片封装光纤光栅传感器的应变和温度传感特性研究于秀娟2,余有龙.,张敏,廖延彪,赖淑蓉(1.黑龙江大学光纤技术研究所,黑龙江哈尔滨】50080;2.清华大学电子工程系光纤传感实验室,北京100084;3.暨南大学光电工程系,广东广州510632)摘要:提出了一种光纤光栅(FBG)的Ti合金片的封装工艺,实验和理论研究了FBG的应变和温度传感特性与裸FBG的测试结果相比,Ti合金片封装工艺基本不改变FBG应变
2、传感的灵敏度,但是温度灵敏度系数提高l_76倍.经过Ti合金片封装后的FBG可以探测到1￡和o.05℃.关键词:光纤光栅(FBG);封装工艺;应变传感;温度传感中图分类号:TN253;TN379文献标识码:A文章编号:1005—0086(2006)05—0564—04StrainandTemperatureSensingCharacteristicsofFBGPackagedbytheTitani-umAlloySliceYUXiu—juan'",YUYou—long～,ZHANGMin,LIAOYan—biao,LAIShu—rong(1.ResearchInstituteofFibe
3、rOptics,HeilongjiangUniversity,Harbin150080,China;2.DepartmentofElectronicEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China;3.InstituteofOptoeleetronieEngi—neering,JinanUniversity,Guangzhou510632,China)Abstract:ThetitaniumalloyslicepackagingtechniqueforfiberBragggrating(FBG)sensorwasdevelopedinc
4、onsiderationofbareopticalfiberbeingfragility,andthestrainandtem-peraturecharacteristicsofthepackagedFBGsensorswereexperimentallyandtheoretical-lystudied.ComparedwiththeexperimentalresultsofthebareFBG,thestrainsensingpropertyoftheFBGsensorpackagedbythetitaniumalloysliceisnearlythesameasthatoftheba
5、reFBG,howeverthetemperaturesensingabilityofthepackagedFBGsensorisimprovedandthetemperaturesensitivitycoefficientis1.76timeslargerthanthatofthebareFBG.ThestrainandtemperatureresolutionofthepackagedFBGsensorare1IJEand0.05℃.Keywords:fiberBragggrating(FBG);packagingtechnique;strainsensing;temperature
6、sensing1引言随着光纤通信的发展,光纤光栅(FBG)已应用到航空航天H],土木工程,电力系统],石油化-rE"和海洋平台m等领域,但目前还存在一定的问题,主要是裸FBG特别细且脆弱,它的抗剪切能力很差,直接将其作为传感器无法胜任实际应用中的恶劣收稿日期:2005—08—07修订日期:20051120*E-mail:xiujuanyu@163.com环境.因此,对裸FBG进行封装或增敏处理,是将FBG传感器在实际应用中推广的一个重要环节.目前,对FBG的封装工艺研究报道的不多,研制满足实际应用要求的FBG传感器具有重要的意义.鉴于此,本文选用在航空航天以及海洋平台结构中应用广泛的Ti
7、合金作为基体材料,研究了FBGTi合金片封装工艺,并通过实验和理论分析了封装后FBG的第5期于秀娟等:钛合金片封装光纤光栅传感器的应变和温度传感特性研究应变和温度传感特性.2FBG传感原理由耦合模理论可知,FBG的Bragg波长为B一2nff以(1)式中:"为纤芯的有效折射率;以为栅格周期.由式(1)可见,随"和A的改变而改变.由于温度和应变的变化都将引起"和A发生变化,所以FBG对于温度和应变都是敏感的.温度通过热光效应和热膨胀效
