資源描述：
《光纖光柵應(yīng)變傳感測(cè)量中的溫度補(bǔ)償問(wèn)題》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、光纖光柵應(yīng)變傳感測(cè)量中的溫度補(bǔ)償問(wèn)題第42卷,第4期2005年4月激光與光電子學(xué)進(jìn)展Vd.42.N0.4Apt.2005光纖光柵應(yīng)變傳感測(cè)量中的溫度補(bǔ)償問(wèn)題李國(guó)利-李志全.青島濱海學(xué)院機(jī)電T程系,青島266555;\.燕山大學(xué)儀器科學(xué)與程系,秦皇島066004/要從光纖Bragg光柵應(yīng)變,溫度交叉敏感的物理機(jī)制}十1發(fā),在溫度過(guò)程補(bǔ)償和結(jié)果補(bǔ)償?shù)母拍钔艿A(chǔ)上分類綜述了國(guó)內(nèi)外關(guān)于交叉敏感問(wèn)題的解決方案,介紹了各類方案的T作原理,同時(shí)提}十5了一種雙金屬補(bǔ)償結(jié)構(gòu).關(guān)鍵詞光電子學(xué)光纖布拉格光柵應(yīng)變測(cè)量交叉敏感溫度補(bǔ)償ResearchoftheTemperatureCompen
2、sationforStrainSensingMeasurementofFiberBraggGratingLIGuoliLIZhiquanf~Mechanical&ElectronicEngineeringDepartment,QingdaoBinhaiCollege,Qingdao266555\trumentScienceandEngineeringDepartment,YanshanUniversity,Qinhuangdao066004/AbstractThephysicalmechanicsofthecrosssensitivityisdescribed
3、int
4、Iispaper.andtheprocesscompensationoftemperatureandtheresultcompensationoftemperatureareproposed,twoclassesofsolutionathomeandabroadarepresented.Theoperatingprinciplesofeachclassofthesolutionsaredescribedbriefly,andaconfigurationoftemperaturecompensationbytwometalsisproposed.Keywordsf
5、iberBragggratingstrainmeasurementcrosssensitivitytemperaturecompensationl引言隨著FBG(fiberBragggrating)制作_T藝的日益成熟.FBG傳感檢測(cè)技術(shù)得到了迅速發(fā)展.在許多應(yīng)用領(lǐng)域中,包括建筑物和復(fù)合材料_T作狀態(tài)的實(shí)時(shí)檢測(cè),電纜和管道的遙感測(cè)試,電力系統(tǒng)中的電磁測(cè)量以及醫(yī)學(xué)檢測(cè)等方面.FBG傳感器都得到了廣泛的應(yīng)用I日.這主要是因?yàn)樗粌H具有光纖傳感器尺寸小,重量輕,不受電磁干擾等諸多優(yōu)點(diǎn),而且,因其是對(duì)波長(zhǎng)直接絕對(duì)編碼,不受光路中功率波動(dòng)影響,測(cè)量精度高;另外,FBG與普通光纖具
6、有天然的兼容性,插人損耗低.使用壽命長(zhǎng),并且易于波分復(fù)用.組成分布式測(cè)量網(wǎng)絡(luò).FBG傳感器能同時(shí)對(duì)溫度和應(yīng)變敏感,這就給應(yīng)變測(cè)量帶來(lái)了交叉敏感問(wèn)題.當(dāng)光纖光柵用于應(yīng)變傳感測(cè)量時(shí).很難分辨出應(yīng)變和溫度所分別引起被測(cè)量的變化.因此在實(shí)際應(yīng)用中必須采取措施進(jìn)行補(bǔ)償或區(qū)分.近年來(lái).人們已經(jīng)開(kāi)始研究光纖光柵的交叉敏感問(wèn)題并提出了一些解決方案IsI,例如,引人參考光柵實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償?shù)膽?yīng)變測(cè)量.施加與溫度作用相反的應(yīng)變以補(bǔ)償溫度引起的波長(zhǎng)變化,雙光柵矩陣法等.2基本原理由耦合模理論可知.FBG的Bragg波長(zhǎng)為B=2n~A(1)式中neff為纖芯的有效折射率;A為柵格周期.由(1)式可
7、以看出,Bragg波長(zhǎng)B隨neg和A的改變而改變.應(yīng)變作用下的光彈效應(yīng)導(dǎo)致折射率的變化,形變使光柵常數(shù)變化:溫度導(dǎo)致的光熱效應(yīng)使有效折射率改變,而熱膨脹系數(shù)致使光柵常數(shù)改變.先忽略溫度和應(yīng)變的交叉敏感,分別考察僅在單一的溫度或應(yīng)變作用下的傳感特性.溫度引起光纖光柵Bragg波長(zhǎng)的變化為收稿日期:2004—09—27;收到修改稿日期:2004—11-25作者簡(jiǎn)介:李同$1J(1973～),男,漢族,¨J東濱州人,燕山大學(xué)儀器科學(xué)與T程系2001級(jí)碩士研究生,現(xiàn)為青島濱海學(xué)院機(jī)電丁程系講師,電子技術(shù)教研室主任,主要從事光纖傳感及光電檢測(cè)技術(shù)方面的研究.E—mail:ligu
8、oli@seis.ac.cn置第42卷.第4期2o05年4月△B/2B=+亭)△7△T(2)其中=1為光纖的熱膨脹系數(shù),亭=.等為光纖的熱光系數(shù),為光纖光柵相對(duì)波長(zhǎng)溫度靈敏度系數(shù).由(2)式可知,與△存在著線性關(guān)系,通過(guò)檢測(cè)波長(zhǎng)的移位,即可確定被測(cè)溫度變化量.光纖軸向應(yīng)變￡引起的光纖光柵Bragg波長(zhǎng)變化公式為△B/2B:(1一￡.:K￡.(3)式中,為有效彈光系數(shù),=IFl2一v(Ptt+Pl2)]/2,其中PP為彈光系數(shù),為光纖泊松比;為光纖光柵相對(duì)波長(zhǎng)應(yīng)變靈敏度系數(shù).與溫度類似,與￡也成線性關(guān)系,南.可方便地求出外界應(yīng)變￡.南上可知
