光纖應變傳遞關系和FBG傳感器性能蛻化特性的研究.pdf

1、光纖傳感器由于具有質量輕、體積小、抗電磁干擾能力強、靈敏度高、可靠性好、易于復用等優(yōu)點，在結構健康監(jiān)測中獲得廣泛應用，成為近年來的研究熱點。但是光纖光柵傳感器長期工作在野外，受外界惡劣環(huán)境影響，其性能可能發(fā)生蛻化。光纖光柵傳感器性能蛻化將導致信號采集系統(tǒng)無法采集到正確數據，從而導致結構健康監(jiān)測結果失誤，產生錯誤判斷。針對上述問題，本文對光纖光柵傳感器性能蛻化一系列問題包括溫度、腐蝕性環(huán)境、非均勻溫度/應變場、彎曲等因素對光纖光柵傳感器性

2、能特性的影響。對上述內容的研究，將進一步推動光纖光柵傳感器的發(fā)展，同時擴大光纖光柵傳感器的應用領域。本文主要研究內容包括以下幾個方面:
　?。?）理論分析了光纖光柵傳感器傳感原理，并在此基礎上分析了光纖光柵傳感器的溫度/應變傳感原理，且進行了實驗研究。根據耦合模理論仿真分析了光纖光柵傳感器的反射譜、透射光譜以及光柵各參數對光纖光柵傳感器反射光譜的影響。
　　（2）根據光纖結構模型，利用彈性力學知識分析光纖結構應變傳遞關系，并

3、以此推導海底光電復合纜中光纖結構的應變傳遞關系式，仿真分析光纖各結構參數對光纖應變傳遞能力的影響，以及不同形式應變分布作用于光纖傳感器時其應變傳遞特性。
　?。?）分析了溫度對光纖布拉格光柵傳感器性能特性的影響原理，并通過試驗分別研究了光纖光柵傳感器在高低溫循環(huán)、低溫環(huán)境下傳感特性。
　　（4）分析包層減小對光纖布拉格光柵傳感器性能的影響，通過腐蝕試驗研究了腐蝕性環(huán)境對光纖光柵傳感器性能的影響和被腐蝕的光纖光柵傳感器的應用問