基于金属化光纤光栅的温度应变同时测量.pdf

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1、第25卷第11期传感技术学报Vo1．25No．11CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSNOV．20122012年11月SimultaneousMeasurementoftheStrainandTemperatureUsingtheMetallizedOpticalFiberGratingSensorFENGYah，illYulong，XUMin，WANGWeitao(1．KeyLabforRobot&WeldingAutomationofJiangxiProvince，SchoolofMechatron

2、icEngineering，NanchangUniversity，Nanchang330031，China2．No．660Institute，AVICJiangxiHongduAviationGroupCo．Ltd．，Nanchang330024，China)Abstract：TheopticalfiberBragggratingsensorissensitivetobothstrainandtemperature．ThemetallizedFBGshavemuchhighertemperaturesensitivitythantheb

3、areFBGs．Thecontractionandexothermicreactiontakeplaceduringtheconsolidationprocessofthedentureresinbasematerials．AmeasurementsystemmanufacturedusingabareFBGandanickelcoatedFBGwasdesignedtosimultaneouslymeasurethetemperatureandstrainchangeoftheroomtemperature-curingprocess

4、ofthedenturebaseresininthispaper．Theexperimentaldatashowthemaximumtemperaturechangeoccurredatthetwenty-firstminuteduringtheroomtemperature·-curingprocessofthedenturebaseresin．Themaximumtemperaturechange(AT)andthestrain(As)are12．8℃and2．61p,e，respectively．Theresultsofthiss

5、tudymaybeusefultotheclinicaltreatments．Keywords：fiberBragggrating；simultaneousmeasurement；nickelcoating；highertemperaturesensitivityEEACC：7230doi：10．3969／j．issn．1004-1699．2012．011．007基于金属化光纤光栅的温度应变同时测量术冯艳，李玉龙，徐敏2，王伟涛(1．南昌大学机电工程学院，江西省机器人与焊接自动化重点实验室，南昌330031；2．江西洪都航空工业集团66

6、0设计所，南昌330024)摘要：光纤布拉格光栅(FBG)传感器具有温度和应变交叉敏感特性，可用于温度和应变的同时测量。金属镀层可对FBG产生温度增敏的作用。针对室温化学固化型义齿基托树脂在凝固过程中同时产生收缩应变和放热现象，本文将化学镀镍FBG与裸FBG相结合，设计出一种新颖的测量结构，实现了温度和应变双参数同时测量。通过深入分析，得到室温固化型义齿基托树脂在凝固后21rain左右放热最大，其最大温度变化△达到12．8℃，收缩的应变Ae为2．61￡。该研究成果可为口腔修复治疗提供理论基础。关键词：光纤布拉格光栅；同时测量；化学镀镍；

7、温度增敏中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1004—1699(2012)11—1503—04光纤Bragg光栅(FBG)传感器体积小、抗电磁干变。LPG的周期远远大于FBG的周期，具有远大于扰、采用波长编码方式，且易于波分复用，实现分布式FBG的温度敏感度和小于FBG的应变敏感度。但测量，得到了广泛的重视和应用。FBG对应变和温度LPG对光纤弯曲相当敏感，对于由弯曲和纵向应变引是同时敏感的，针对这一特性，研究人员提出了很多起的波长变化的分离本身就是一个交叉敏感问题；解决方案。传统的解决方法是采用硬件电路补偿的LPG的物理长度

8、远长于FBG，在该长度范围内应变场方法1-2]，但这种方法受限于外部电子元件的稳定可能变为非均匀场，使测量的准确度降低。大连理工性、可靠性等。Patrick等人l3提出的将长周期光纤光大学的研究小组将光纤F