用于船舶结构监测的大量程光纤布拉格光栅应变传感器

作     者：吴晶 吴晗平 黄俊斌 顾宏灿 WU Jing;WU Han-pin;HUANG Jun-bin;GU Hong-can

作者机构：海军工程大学兵器工程系湖北武汉430033 武汉工程大学光电子系统技术研究所湖北武汉430205 海军工程大学管理工程系湖北武汉430033 

基　　金：国家总装备部十二五预研资金资助项目(No.51327030202) 

出 版 物：《光学精密工程》 (Optics and Precision Engineering)

年 卷 期：2014年第22卷第2期

页      码：311-317页

摘      要：平板结构的贴片式光纤光栅传感器应变测量范围较小,难以满足船舶结构健康监测中的应变测量要求。本文采用不锈钢材质,设计了一种采用环形平面弹簧和平板复合结构的贴片式传感器,通过环形平面弹簧结构将复合结构的大应变转化为光栅的小应变,降低被测物体与光栅之间的应变耦合系数,实现了大应变测量。理论分析了复合结构的传感原理,通过有限元方法仿真了该结构的应力分布,结果证明了该结构能够实现大应变测量。将传感器胶粘在特种钢试件上进行了载荷试验,试验结果表明:该复合结构传感器的量程大于20 000με,且线性度较好,相关系数大于0.99。另外,设计的传感器体积较小,便于安装,能较好地解决船舶结构健康监测中的大应变测量问题。

主 题 词：光纤传感器 光纤布拉格光栅 应变传感器 健康监测 船舶结构 复合结构 有限元法 

学科分类：0808[工学-自动化类] 070207[070207] 0809[工学-计算机类] 07[理学] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 0824[工学-林业工程类] 082401[082401] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3788/ope.20142202.0311

馆 藏 号：203141162...