基于光纤光栅的结构体裂缝三维应变传感

• 作者: 忻向军 王丽丽 郝金光
• 来源期刊: 光子学报
• 学科: 工学
• 关键词: 光纤光栅 径向作用力 反射谱 传输矩阵法 三维应变传感
• 年，卷（期）: 2016,（12）
• 所属期刊栏目: 遥感与传感器
• 页码范围: 1-5
• 页数: 5页
• 分类号: TP212
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/gzxb20164512.1228001

摘要

利用光纤光栅的反射谱设计了一种用于混凝土纵向裂缝三维应变传感信号的检测及分析处理的方法.利用ANSYS软件自底向上采用构造法构建混凝土三维断裂模型,分析径向均匀作用力下光纤光栅三轴的应力大小,由三维受力模型拟合光栅传感器的三轴应变函数,给出径向作用力下x和y偏振方向谐振波长与三轴应力间的关系,并且由传输矩阵法计算三轴应力作用下光栅反射谱的变化规律;理论分析和模拟计算光纤光栅传感光谱反射峰的分裂规律.结果表明:在均匀的20N作用力下,10 cm长光栅x偏振方向的波长偏移量最大值为10.1 nm,y偏振方向的波长偏移量最大值为12 nm,此时光纤光栅的谐振峰产生明显分裂,形成两个谐振峰,随着载荷的不断增大,两个谐振峰不断地向两边分开,反射峰的分裂点从短波长向长波方向移动,分裂出来的两个谐振峰中短波谐振峰的反射率高于长波谐振峰,但短波谐振峰的带宽小于长波谐振峰带宽;当光栅长度增加至15 cm时,在相同的作用力下,光栅两个反射峰的半高宽度均增加,但两个反射峰的间距几乎不变,灵敏度达0.14 nm/N.本文研究可将单根光栅结构传感器的二维传感扩展到三维传感.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	忻向军	北京邮电大学电子工程学院	63	289	9.0	12.0
2	王丽丽	鲁东大学信息与电气工程学院	14	24	3.0	4.0
3	郝金光	鲁东大学信息与电气工程学院	9	35	3.0	5.0