以等截面悬臂梁为研究对象,分析了表面式封装工艺对光纤光栅传感器的应变传递特性的影响,推导了光纤光栅传感器所测应变与实际基体应变之间的关系,得到了应变传递率与平均应变传递率表达式。对影响平均应变传递率的参量进行了详细的仿真分析,结果表明为使光纤光栅能够真实地反映基体的形变,应选用剪切模量较大的物质作为中间层,减小中间层的厚度,增加中间层的长度和宽度,以提高平均应变传递率,减小测量误差。中间层厚度是影响封装结果一致性和重复性的最主要因素,而增大中间层长度和宽度,能有效地提高传感器封装结果的一致性和重复性。

为了实现光纤光栅传感器对基体表面应变的准确监测，以基片式光纤布拉格光栅(FBG)传感器为研究对象，推导了基片式FBG应变传感器所测应变与基体应变之间的关系，即应变传递系数表达式。实验上，将实验室封装的铜基片式应变传感器黏贴在圆柱形试件上，测定了该传感器的应变传递系数。结果表明，理论所得的应变传递系数与实验所测的应变传递系数之间的误差很小，证明了应变传递系数推导的合理性，为基片式传感器的封装和使用提供了理论指导。

采用Nd∶YAG激光对井下作业光纤传感器的SUS304不锈钢外壳进行了焊接。为改进传感器不锈钢外壳封装工艺，满足井下作业环境对传感器不锈钢外壳较高的强度和较好密封性要求，采用正交实验设计方法优化了激光焊接的工艺参数并比较了优化效果。优化的激光焊接参数为电流180A，脉宽3ms，频率30Hz，扫描速度10mm/s。对焊接接头进行了拉伸强度测试、断口分析、金相组织分析、显微硬度分析。结果表明：优化参数的焊接试样质量明显好于未优化参数的试样，其抗拉强度为767.5N/mm2，达到基材抗拉强度的96％，拉伸断裂机制为韧性断裂；焊缝组织没有出现气孔、裂纹等缺陷；焊缝硬度与基材相当，硬度范围为HV0.3230～250。