大应变光纤Bragg光栅传感器的研究.pdf

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1、第24卷第8期传感技术学报Vo1．24No．82011年8月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSAug．2011ResearchofFiberBraggGratingSensorwithLargeStainWUKun，LIChuan，LIYingna，XUXiaoping，XUJiangchun，CHENYah(FacultyofInformationEngineeringandAutomation，KunmingUniversityofScienceandTechnolo

2、gy，Kunming650500，China)Abstract：ThefiberBragggrating(FBG)sensorwiththestainof0—6000Ixeisdevelopedbasedonthelong-termstaininfiberwhichislessthan3000￡．Bytheexternalforces，therelativepositionofthefixedpivotsarechanged，whichcausestheaxialdeformationofthestrain

3、tubeleadingtotheBraggwavelengthsshiftinproportionofFBGattachedattwoendsoftheadjustingtubes．Throughloading，thesensorisstretched．Theexperimentalresultsshowthattheresponsesensitivityofthesensoris1．783pm／kg，thestainsensitivityis0．685pm／Ixe，andthemaximumstainra

4、ngecouldbe5250Ixe．Keywords：stainsensor；fiberBragggrating；staindesensitization；Braggwavelength；adjustingtube；fasteningtubeEEACC：7230E；7320Zdoi：10．3969／j．issn．1004-1699．2011．08．012大应变光纤Bragg光栅传感器的研究术吴垄，李川，李英娜，许晓平，许江淳，陈焰(昆明理工大学信息工程与自动化学院，昆明650500)摘要：在通信光纤的长期允

5、许应变为3000￡的基础上，研制了一种测量应变范围为0～6000￡的大应变光纤Bragg光栅传感器。在外加应力的作用下，固定支点的相对位置发生变化，从而带动应变管发生轴向形变，导致了粘贴在调节管两端的光纤Bragg光栅按比例产生了Bragg波长移位。通过荷载，对大应变光纤Bragg光栅传感器进行拉伸，实验表明，该传感器的载荷响应灵敏度为1．783pm／kg，应变灵敏度为0．685pm-／Ixe，最大应变可达52508。关键词：应变传感器；光纤Bragg光栅；应变减敏；Bragg波长；调节管；紧固管中图分类号

6、：TP212．1；TN253文献标识码：A文章编号：1004-1699(2011)08-1141-05目前，通信光纤在1％的筛选应变作用下，制作支点之间的距离小于调节管之间光纤的长度，通过光纤Bragg光栅的标准通信光纤的短期允许应变可机械结构对应变减敏，扩大了应变量程。达到10000txe，而长期允许应变为3000txe1-2]。当1大应变光纤Bragg光栅传感器的测量光纤Bragg光栅的应变灵敏度为1．2pm／p~e时，光纤Bragg光栅的最大波长移位一般<3000pm。因此，目在大应变光纤Bragg光

7、栅传感器结构中，光纤前常见的光纤Bragg光栅应变传感器的应变范围为Bragg光栅的一端采用环氧树脂胶固定于调节管0～30008，并不能满足实际测量的要求。例如：理内，待完全风干后，将光纤Bragg光栅穿入另一调节想情况下，铸造锌合金的应变范围在5000Ixe～管内并灌胶，并将光纤Bragg光栅下端悬挂质量为10000￡，铝合金的应变范围在50008～4000067g的重物，通过波长解调仪得到中心波长移位值8，铸铁QTg00—2，QT800—2，QTT00—2的应变最大可为0．478nm，待完全风干后，使光

8、纤在管内处于预达到20000￡，铍青铜的应变最大可以达到25000应力状态。两调节管又通过螺纹分别固定在两减敏8，镁合金的应变最大可以达到500008，45#钢的管的一端，各减敏管的另一端通过螺纹分别固定于应变最大可以达到120000txe。紧固管一端，两紧固管之间通过螺纹连接一应变管，本文研制了一种应变范围为0～60008大应两紧固管的下端设置固定支点。当传感器两固定支变光纤Bragg光栅传感器，其中，紧固管下