红外与激光工程
2021, 50(5): 20200315
1 天津大学机械工程学院力学系, 天津 300354
2 天津市非线性动力学与控制重点实验室, 天津 300354
表贴式光纤布拉格光栅传感器包括光纤、中间层、基体三部分,通过分析胶体与光纤的弹性模量比,探究胶体的弹性模量、泊松比、长度等因素对基体到光纤平均应变传递率的影响。实验结果表明,与未考虑弹性模量比时的平均应变传递率相比,考虑弹性模量比时,平均应变传递率随胶体弹性模量、长度的增加而增加,随胶体厚度、泊松比的增加而减小,随胶体宽度的增加先增加后减小,研究结果更符合实际应用情况。
光纤光学 表贴式传感器 弹性模量比 平均应变传递率 激光与光电子学进展
2020, 57(21): 210606
1 重庆交通大学，西南水运工程科学研究所，重庆 400016
2 重庆大学，光电技术及系统教育部重点实验室，重庆 400030
针对表面粘贴式非栅区封装结构，依据变形等效原理，推导了该结构的应变传递函数，仿真分析了非栅区封装中间段长度与封装材料弹性模量对应变传递效率的影响.分别采用有机环氧胶与金属锌，将两只光纤布喇格光栅用非栅区封装方式固定在同一根钢丝上，进行拉伸试验，试验结果表明：两种材料的拉伸曲线线性度均达到0.99以上，表明两种封装材料的应变传递一致性较好；金属锌封装结构的应力感知灵敏度平均值为0.142 6 nm/KN, 环氧有机胶封装结构的应力感知灵敏度平均值为0.130 4 nm/KN；各种应变值下，金属锌封装结构的应变传递系数均稳定在0.995左右，而环氧有机胶封装结构的应变传递系数在0.91左右上下波动，金属锌的应变传递效率较有机环氧胶高了近9.34%.试验结果与数值仿真结果较为吻合，可为非栅区封装光纤布喇格光栅传感器的设计提供依据.
光纤传感 光纤布喇格光栅 表面粘贴式 非栅区封装 栅区封装 弹性模量 应变传递效率 Opticl fiber sensing Fiber Bragg grating Surface bonded sensor Grating ends packaged structure Grating packaged structure Elastic modulus Strain transfer efficiency
