光纤光栅轴向应力传感模型的研究.pdfVIP

第20卷第2期 湖南理工学院学报(自然科学版) V01．20No．2 !!!：!竺! 1111篁!星 !!!望!!!!坚：!彗!!塑!!堡!!!!堡!些竺!!!：!!!!!些l型型望!!!!!!!!窒 光纤光栅轴向应力传感模型的研究 彭仕玉 (湖南理工学院物理与电子信息系， 湖南岳阳414006) 摘要：对光纤光栅的应力传感特性进行了理论分析，提出了光纤光栅轴向应力传感的数学模型，得出了其应力灵敏 度系数的理论值，并对轴向应力作用下光纤光栅的传感特性进行了实验研究，对比分析了理论与实验结果，讨论了光纤的 力学参数对光纤光栅应力传感特性的影响。 关键词：光纤光栅；光纤传感器；应力传感 中图分类号：TN929．11 文献标识码：A 文章编号：1672·5298(2007)02—0035-03 onFiber stress Study BraggGratingsensing PENG Shi—yu and InstituteofScienceand Electronic (Dept．ofPhysics Information，Hunan Technology,Yueyang414006，China) of Abstract：Thestress characteristicofFiber analyzed mathematicalmodel sensing BraggGrming(FBG)istheoretically．The Fiber stress isdeducedandthestress coefficientis BraggGrating sensing sensitivity sensing characteristicofFBGwithaxialstressisstudied resultsof and are andthe by theoryexperimentscompared experiments．The influenceof fibermechanicalonstress characterofFBGisalsodiscussed． optic parametersensing fiber Keywords：FBG；opticsensing；stresssensing 引 言 近年来，光纤光栅在光纤通信及光纤传感领域中的应用得到了很大的发展‘1】[21。作为传感元件，光纤 光栅传感器具有灵敏度高、测量范围广、抗电磁干扰能力强、结构简单、体积小等优点。而且光纤光栅 是波长编码型传感器，与传统的“光强型”和“干涉型”光纤传感器相比，具有自身独特的优点，与光源强度、 光源起伏、光纤弯曲损耗、光纤连接损耗、光波偏振态无关，并且易于采用波分复用、时分复用和空间 复用技术构成光纤光栅智能传感网络，实现分布式多点实时在线传感，广泛用于温度、应力、应变等物 理量的测量【3】[4l。本文对光纤光栅的应力传感特性进行了分析，推导了其传感模型，并对轴向应力作用下 光纤光栅的传感特性进行了实验研究，对理论与实验结果进行了对比分析，得