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《鈦合金片封裝光纖光柵傳感器的應(yīng)變和溫度傳感特性研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、鈦合金片封裝光纖光柵傳感器的應(yīng)變和溫度傳感特性研究第17卷第5期2006年5月電子?澈Journalofoptoelectronics?LaserVo1.17No.5May2006鈦合金片封裝光纖光柵傳感器的應(yīng)變和溫度傳感特性研究于秀娟2,余有龍.,張敏,廖延彪,賴淑蓉(1.黑龍江大學(xué)光纖技術(shù)研究所,黑龍江哈爾濱】50080;2.清華大學(xué)電子工程系光纖傳感實驗室,北京100084;3.暨南大學(xué)光電工程系,廣東廣州510632)摘要:提出了一種光纖光柵(FBG)的Ti合金片的封裝工藝,實驗和理論研究了FBG的應(yīng)變和溫度傳感特性與裸FBG的測試結(jié)果相比,Ti合金片封裝工藝基本不改變FBG應(yīng)變
2、傳感的靈敏度,但是溫度靈敏度系數(shù)提高l_76倍.經(jīng)過Ti合金片封裝后的FBG可以探測到1￡和o.05℃.關(guān)鍵詞:光纖光柵(FBG);封裝工藝;應(yīng)變傳感;溫度傳感中圖分類號:TN253;TN379文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1005—0086(2006)05—0564—04StrainandTemperatureSensingCharacteristicsofFBGPackagedbytheTitani-umAlloySliceYUXiu—juan'",YUYou—long～,ZHANGMin,LIAOYan—biao,LAIShu—rong(1.ResearchInstituteofFibe
3、rOptics,HeilongjiangUniversity,Harbin150080,China;2.DepartmentofElectronicEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China;3.InstituteofOptoeleetronieEngi—neering,JinanUniversity,Guangzhou510632,China)Abstract:ThetitaniumalloyslicepackagingtechniqueforfiberBragggrating(FBG)sensorwasdevelopedinc
4、onsiderationofbareopticalfiberbeingfragility,andthestrainandtem-peraturecharacteristicsofthepackagedFBGsensorswereexperimentallyandtheoretical-lystudied.ComparedwiththeexperimentalresultsofthebareFBG,thestrainsensingpropertyoftheFBGsensorpackagedbythetitaniumalloysliceisnearlythesameasthatoftheba
5、reFBG,howeverthetemperaturesensingabilityofthepackagedFBGsensorisimprovedandthetemperaturesensitivitycoefficientis1.76timeslargerthanthatofthebareFBG.ThestrainandtemperatureresolutionofthepackagedFBGsensorare1IJEand0.05℃.Keywords:fiberBragggrating(FBG);packagingtechnique;strainsensing;temperature
6、sensing1引言隨著光纖通信的發(fā)展,光纖光柵(FBG)已應(yīng)用到航空航天H],土木工程,電力系統(tǒng)],石油化-rE"和海洋平臺m等領(lǐng)域,但目前還存在一定的問題,主要是裸FBG特別細(xì)且脆弱,它的抗剪切能力很差,直接將其作為傳感器無法勝任實際應(yīng)用中的惡劣收稿日期:2005—08—07修訂日期:20051120*E-mail:xiujuanyu@163.com環(huán)境.因此,對裸FBG進行封裝或增敏處理,是將FBG傳感器在實際應(yīng)用中推廣的一個重要環(huán)節(jié).目前,對FBG的封裝工藝研究報道的不多,研制滿足實際應(yīng)用要求的FBG傳感器具有重要的意義.鑒于此,本文選用在航空航天以及海洋平臺結(jié)構(gòu)中應(yīng)用廣泛的Ti
7、合金作為基體材料,研究了FBGTi合金片封裝工藝,并通過實驗和理論分析了封裝后FBG的第5期于秀娟等:鈦合金片封裝光纖光柵傳感器的應(yīng)變和溫度傳感特性研究應(yīng)變和溫度傳感特性.2FBG傳感原理由耦合模理論可知,FBG的Bragg波長為B一2nff以(1)式中:"為纖芯的有效折射率;以為柵格周期.由式(1)可見,隨"和A的改變而改變.由于溫度和應(yīng)變的變化都將引起"和A發(fā)生變化,所以FBG對于溫度和應(yīng)變都是敏感的.溫度通過熱光效應(yīng)和熱膨脹效
