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《一種鈦合金基片封裝的光纖光柵應(yīng)變傳感器》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、萬方數(shù)據(jù)第25卷第3期2010年6月光電技術(shù)應(yīng)用ELECni0一OPTICTECHNO弧YAPPLICATIONVd．25．No．3June．2010·光電器件與材料·一種鈦合金基片封裝的光纖光柵應(yīng)變傳感器張權(quán)1，丁克勤2，李德橋1(1．中北大學(xué)信息與通信工程學(xué)院，山西太原030051；2中國(guó)特種設(shè)備檢測(cè)研究院，北京100013)摘要：為了提高光纖光柵應(yīng)變傳感器的應(yīng)變響應(yīng)靈敏度，提出了一種基于鈦合金基片封裝的光纖光柵應(yīng)變傳感器．根據(jù)材料彈性模量的相關(guān)理論，該封裝采用鈦合金(TC4)作為封裝材料；根據(jù)力學(xué)傳遞原理，該封裝采用類似杠鈴狀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2、．這種封裝能夠使應(yīng)變有效地傳遞到傳感器內(nèi)的光纖光柵上，從而很好地測(cè)量應(yīng)變．通過實(shí)驗(yàn)得到其應(yīng)變響應(yīng)靈敏度、反射波長(zhǎng)與應(yīng)變的相關(guān)系數(shù)．實(shí)驗(yàn)證明，采用這種封裝設(shè)計(jì)的傳感器能夠獲得較高的應(yīng)變靈敏度，其反射波長(zhǎng)和應(yīng)變具有很好的相關(guān)性．關(guān)鍵詞：光纖光柵應(yīng)變傳感器；應(yīng)變響應(yīng)靈敏度；相關(guān)系數(shù)中圖分類號(hào)：TP212．14文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1673—1255(2010}03一0033—02OneFiberGratingStrainSensorPackedwithTitaniumAlloySubstrateZHANGOuanl，DINGKe．qin2，LID
3、e-qia01(1．NorthUniversityofChina，Commun配ationandInformationSystem，Taiyuan030051，China；2．ChinaSpecialEquipmentInspectionandResearchInstitute，Beijing100013，China)Abstract：Forimprovingthestrainresponsesensitivity，thisarticleproposesonefibergratingstrainsensorbasedontitaniumall
4、oysubstrate．Thepackageusestitanium(TC4)aspackagingmaterialaccordingtothetheo—ryofelasticmodulusandusesbarbell—likestructureaccordingtothetransferprincipleofmechanics．Itobtainsthestrainresponsesensitivityandthecorrelationcoefficientofreflectionwavelengthandstrain．Experimenta
5、lresultsshowthatthesensorwhichadoptsthispackagedesigncanobtainhigherstrainresponsesensitivityandbettercorrelationcoefficientofreflectionwavelengthandstrainKeywords：fibergratingstrainsensor；strainresponsesensitivity；correlationcoefficient光纖光柵傳感器以抗電磁干擾、耐腐蝕、輕巧、靈敏度高、便于復(fù)用和組網(wǎng)等方面獨(dú)
6、特的優(yōu)點(diǎn)，在各領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用?．瞰；(fiberbragggrat—ing光纖布拉格光柵)是對(duì)應(yīng)變敏感的器件，可直接來測(cè)量應(yīng)變，從而間接測(cè)量應(yīng)力．對(duì)于裸光纖布喇格光柵來說，單位軸向應(yīng)力所產(chǎn)生的應(yīng)變是確定的，所引起的中心波長(zhǎng)偏移是一定的，即應(yīng)變響應(yīng)靈敏度是一個(gè)常量．要想測(cè)量小的應(yīng)變，信號(hào)解調(diào)精度必須非常高，若不采用提高靈敏度的措施，實(shí)現(xiàn)起來就非常困難【1_5]．從封裝材料以及封裝工藝上著手改善光纖光柵應(yīng)變傳感性能具有重要的意義．文中提出一種基于鈦合金基片封裝的光纖光柵應(yīng)變傳感器，通過實(shí)驗(yàn)研究其應(yīng)變傳感性能，能夠獲得較好的應(yīng)變響應(yīng)靈敏度，其
7、反射光波長(zhǎng)和應(yīng)變具有很好的相關(guān)性．1光纖布喇格光柵應(yīng)變響應(yīng)原理當(dāng)寬帶光在FBG中傳輸時(shí)產(chǎn)生模式耦合，滿足Bragg條件的反射光波長(zhǎng)為‘6—73：b=2neifA(1)收稿日期：2010—05—26基金項(xiàng)目：中國(guó)特種設(shè)備檢測(cè)研究院基金資助項(xiàng)目作者簡(jiǎn)介：張權(quán)(1984一)，男，安徽阜陽人，碩士，主要研究方向?yàn)榻】当O(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的光纖光柵應(yīng)變傳感器萬方數(shù)據(jù)光電技術(shù)應(yīng)用第25卷式中，，z。，r為導(dǎo)模的有效折射率；A為光柵周期．當(dāng)光纖布喇格光柵受到外力作用時(shí)，由于彈光效應(yīng)及光柵周期引起光纖布喇格光柵反射波中心波長(zhǎng)A8的偏移為△b=2A‰私+2，z?！巍?2
8、)在軸向應(yīng)力作用下，布喇格光柵反射波中心波長(zhǎng)相對(duì)偏移量與軸向應(yīng)變之間的關(guān)系為1z．-X—AB=KE￡=(卜A)e(3)nB式中，以為光纖的有效彈光系數(shù)；e為光纖光柵
