光纤bragg光栅传感技术在快速应变测量中应用地研究

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1、摘要近年来，光纤光栅己经成为当前最具发展前途，最具代表性的光无源器件之一。光纤光栅是一种性能优良的敏感元件，可以作为探测温度，压力和应变等参量的传感器。一根光纤中可连续写入多个光栅构成光栅阵列，因此，将光纤光栅阵列与波分和时分复用技术相结合，可以实现简易，低成本的传感网络。在某些特殊的场合(如油田，矿井等)和大型的建筑结构(如桥梁，水坝等)的安全监测方面有着广泛的应用前景。本文以光纤Bragg光栅(FBG)为研究对象对光纤Bragg光栅单波长静态应变传感，动态应变传感和电阻应变片快速应变传感等技术进行研

2、究，并对光纤Bragg光栅瞬态应变传感系统的低噪声设计进行分析和改进。因此，本文的主要内容包括：一、介绍分析光纤光栅特性的基本理论，用耦合模理论分析了均匀周期光纤Bragg光栅的光谱特性，并从理论上分析了光纤Bragg光栅应力应变的传感原理。二、提出并建立了一套单个波长的光纤Bragg光栅应变传感系统。该系统着重研究解决了光纤Bragg光栅应变传感技术的现场实际应用问题，系统已经应用在某型号电力产品一高压断路器支杆受力的试验测量中，取得了良好的效果。三、采用低速波长扫描光纤Bragg光栅方案，实现了高频

3、应变或振动的检测设想，初步实现了多个光纤Bragg光栅高频振动传感系统。。四、为将光纤光栅应变传感器的特性与传统电阻应变片进行对比，首次分析了电阻应变片在高频振动的条件下，电阻应变片的分布电感和分布电容对阶跃应变响应的延迟，定量地推导出了电阻应变片的分布参数与输出响应延迟上升时间的关系，与北京信息科技大学合作，采用ADS软件建立了电阻应变片的模型，并且分析了电阻应变片的结构与分布参数的关系。关键词：光纤Bragg光栅；瞬态应变传感；电阻应变AbstractAbstractIIlrecentyears，f

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