胶黏剂封装fbg应变传感器重复性、一致性及疲劳性研究

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1、胶黏郭啸峰剂封装FBG(申请工学硕士学位论文)应变传感器重复性、一胶黏剂封装ＦＢＧ应变传感器重复致性及性、一致性及疲劳性研究疲劳性研究培养单位：机电工程学院学科专业：机械工程刘慧研究生：刘慧指导教师：张东生研究员武汉理工大2014年4月学万方数据分类号密级UDC学校代码10497学位论文题目胶黏剂封装FBG应变传感器重复性、一致性及疲劳性研究英文StudyonRepeatability、ConsistencyandFatigue题目PropertiesofAdhensivePackagedFBGStrainSensors研究生姓名刘慧姓名张东生职称研究员学

2、位博士指导教师单位名称机电工程学院邮编430070申请学位级别硕士学科专业名称机械工程论文提交日期2014年4月论文答辩日期2014年5月学位授予单位武汉理工大学学位授予日期答辩委员会主席评阅人2014年4月万方数据独创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：日期：学位论

3、文使用授权书本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人承诺所提交的学位论文（含电子学位论文）为答辩后经修改的最终定稿学位论文，并授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。（保密的论文在解密后遵守此规定）研究生（签名）：导师（签名）：日期：万方数据摘要光纤光栅凭借自身体积小、重量轻，

4、信号抗电磁干扰、损耗小、可以远距离传输等优势被广泛应用于航空航天、船舶、电力、石油化工以及各种民用工程领域中。由于光纤光栅自身较为纤细、脆弱，因此在实际应用中必须对其进行封装保护。光纤光栅的封装形式多种多样，其中最为通用的就是采用胶黏剂直接将其粘贴于基底材料上，若封装后的FBG传感器长期应用于复杂恶劣的环境中，其性能参数会受到不同程度的影响。若采用胶黏剂封装多个光纤光栅传感器，则不同传感器之间的重复性、一致性问题的研究在实际工程中占有重要位置；若给胶黏剂封装的FBG传感器施加温度参数的影响，即温度加速疲劳实验研究，则传感器的耐温度老化性能问题同样不可忽视；

5、传感器在工作过程中，光纤光栅可能受到不同频率下加卸载的拉压作用，则传感器的抗疲劳性能直接影响到其使用寿命。本文以胶黏剂封装光纤光栅应变传感器为研究对象，研究其封装后的重复性、一致性、耐温度老化性能及抗振动疲劳性能等问题。文中通过对两种胶黏剂封装的FBG应变传感器开展相应测试，研究分析传感器的上述几种性能参数问题。本文主要内容如下：1.简单介绍了光纤光栅传感技术的发展及基本原理、工程应用、封装技术和胶黏剂封装光纤光栅传感器的应变传递特性。2.结合具体使用情况，研究不同胶黏剂封装的FBG应变传感器重复性及一致性问题。按照制定的详细研究方案开展试验，研究结果表明

6、：应变响应测试下，EPO-TEK-353ND胶封装的FBG应变传感器的重复性和一致性性能低于安特固环氧胶；温度响应测试下，EPO-TEK-353ND胶封装的FBG应变传感器的重复性和一致性略高于安特固环氧胶。3.光纤光栅传感器若长期应用于高温环境中，其封装层的耐温度老化性能会直接影响传感器的寿命，本章对采用安特固环氧胶封装的FBG应变传感器实施温度老化性能研究。研究结果表明：经过不同时间的温度老化后，胶黏剂表面没有发生明显的变化，且FBG传感器的使用性能也未明显降低。4.对等强度梁上对称粘贴的两光纤光栅，实施振动疲劳测试，通过分析不同振动次数后等强度梁应变

7、灵敏度的变化情况得出其振动疲劳性能。数据表明，等6强度梁在振动3810次后，其使用性能未明显降低；且经过长时间的振动后，胶黏剂的表面无脱落、裂纹等现象产生。关键词：FBG应变传感器，重复性，一致性，温度老化，振动疲劳I万方数据AbstractByvirtueoftheirsmallsize,lightweight,immunitytoelectromagneticinterferencesignals,lowloss,long-distancetransmissionandotheradvantages,FBGcanbewidelyusedinaeros

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