黑龙江大学工程学报
黑龍江大學工程學報
흑룡강대학공정학보
JOURNAL OF HEILONGJIANG HYDRAULIC ENGINEERING COLLEGE
2013年
1期
75-87
,共13页
光纤%光纤传感器%应变传递模型%标定
光纖%光纖傳感器%應變傳遞模型%標定
광섬%광섬전감기%응변전체모형%표정
建立并测试了一个简单的模型,利用该模型可将光纤传感器测得的数值来解释结构的实际应变.光纤传感器测得的应变并不能完全表征试件或结构的应变,因此由理论分析所得的结果非常重要.所采用的光纤及其保护涂敷层的机械特性可改变传感器的应变传递能力.很多前提假设可通过系统的表达式对数学的严格性进行简化,光纤的应变传递特性取决于与承受应变的材料相接触的玻璃纤芯、保护涂敷层和光纤传感长度.数学公式导出了同样数量级的应变.有效长度长的传感器中的界面切应变效应弱于有效长度较短的传感器,理论结果可通过包括白光干涉仪在内的一系列实验进行验证.由此研究得到的最重要的结果就是提出了描述α(L,k)的理论表达式,α(L,k)为可用光纤感知到的应变(εg)确定实际引入到材料中的应变(εm)的比例系数.这一关系使得在将光纤传感器应用到结构传感应用之前不必对应变数据进行标定和回归分析,通过反复实验,验证了理论分析的有效性.由此可知,对于带有涂敷层的光纤,可在应变仪与光纤传感器测得数值之间得到一一对应的关系.对于裸纤可得α=1.0,这种情况下无需利用本研究所得的结果.然而,裸纤非常脆弱因此很难应用到实际测量中.
建立併測試瞭一箇簡單的模型,利用該模型可將光纖傳感器測得的數值來解釋結構的實際應變.光纖傳感器測得的應變併不能完全錶徵試件或結構的應變,因此由理論分析所得的結果非常重要.所採用的光纖及其保護塗敷層的機械特性可改變傳感器的應變傳遞能力.很多前提假設可通過繫統的錶達式對數學的嚴格性進行簡化,光纖的應變傳遞特性取決于與承受應變的材料相接觸的玻璃纖芯、保護塗敷層和光纖傳感長度.數學公式導齣瞭同樣數量級的應變.有效長度長的傳感器中的界麵切應變效應弱于有效長度較短的傳感器,理論結果可通過包括白光榦涉儀在內的一繫列實驗進行驗證.由此研究得到的最重要的結果就是提齣瞭描述α(L,k)的理論錶達式,α(L,k)為可用光纖感知到的應變(εg)確定實際引入到材料中的應變(εm)的比例繫數.這一關繫使得在將光纖傳感器應用到結構傳感應用之前不必對應變數據進行標定和迴歸分析,通過反複實驗,驗證瞭理論分析的有效性.由此可知,對于帶有塗敷層的光纖,可在應變儀與光纖傳感器測得數值之間得到一一對應的關繫.對于裸纖可得α=1.0,這種情況下無需利用本研究所得的結果.然而,裸纖非常脆弱因此很難應用到實際測量中.
건립병측시료일개간단적모형,이용해모형가장광섬전감기측득적수치래해석결구적실제응변.광섬전감기측득적응변병불능완전표정시건혹결구적응변,인차유이론분석소득적결과비상중요.소채용적광섬급기보호도부층적궤계특성가개변전감기적응변전체능력.흔다전제가설가통과계통적표체식대수학적엄격성진행간화,광섬적응변전체특성취결우여승수응변적재료상접촉적파리섬심、보호도부층화광섬전감장도.수학공식도출료동양수량급적응변.유효장도장적전감기중적계면절응변효응약우유효장도교단적전감기,이론결과가통과포괄백광간섭의재내적일계렬실험진행험증.유차연구득도적최중요적결과취시제출료묘술α(L,k)적이론표체식,α(L,k)위가용광섬감지도적응변(εg)학정실제인입도재료중적응변(εm)적비례계수.저일관계사득재장광섬전감기응용도결구전감응용지전불필대응변수거진행표정화회귀분석,통과반복실험,험증료이론분석적유효성.유차가지,대우대유도부층적광섬,가재응변의여광섬전감기측득수치지간득도일일대응적관계.대우라섬가득α=1.0,저충정황하무수이용본연구소득적결과.연이,라섬비상취약인차흔난응용도실제측량중.
