光学学报, 2010, 30 (s1): s100304, 网络出版: 2010-12-13   

埋入金属结构内部的光纤布拉格光栅横向应力传感性能研究

Transversal Stress Sensing of Fiber Bragg Grating Embedded into Metal Component
作者单位
1 南昌大学机电工程学院机器人与焊接自动化重点实验室, 江西 南昌 330031
2 中航工业江西洪都航空工业集团有限责任公司, 江西 南昌 330024
摘要
将光纤布拉格光栅(FBG)传感器埋入金属结构内部可以获得光纤智能金属结构。埋入后的FBG传感器应变传感性能受到埋入工艺、中间层和基体材料性能的影响。采用化学镀镍再电镀镍的方法对FBG进行金属化保护,然后用钎焊法将镀镍保护的FBG埋入金属构件中,应用材料力学基本原理建立了埋入式FBG在受到横向应力情况下,中心波长变化与作用在基体上集中外力的关系模型,并进行了三点压弯实验。结果表明,该模型能较好地预测埋入式FBG中心波长在横向应力作用下的变化趋势。
Abstract
Optical fiber smart metal structures can be formed by embedding fiber Bragg grating (FBG) sensors into the metal matrix can. The stress sensing of the FBG is affected by the embedding method and the characteristics of the interlayer and the matrix. FBG sensors with nickel protective coating are embedded into the metal component using soldering method. The theoretical model for embedded FBG’s wavelength trend with external force is developed. Bending tests are carried out to test the transversal stress sensing of the embedded FBG sensors. The experimental results show, that the model is feasible to forecast the transversal stress sensing of embedded FBG.

冯艳, 张华, 李玉龙, 饶春芳, 徐敏, 禹业晓. 埋入金属结构内部的光纤布拉格光栅横向应力传感性能研究[J]. 光学学报, 2010, 30(s1): s100304. Feng Yan, Zhang Hua, Li Yulong, Rao Chunfang, Xu Min, Yu Yexiao. Transversal Stress Sensing of Fiber Bragg Grating Embedded into Metal Component[J]. Acta Optica Sinica, 2010, 30(s1): s100304.

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