基于FBG阵列的滑动探测系统设计

摘要：

为了实现机械结构中夹持状态的实时监测,避免施力过大造成损坏或施力过小造成滑落,设计了一种基于FBG阵列的滑动探测系统.利用正交分布FBG阵列实现对不同方向滑动的感知,通过解算各位置上FBG波长偏移量完成对目标位置与滑动状态的分析.给出了系统结构设计及计算方法,仿真分析了不同参数的FBG对物体的滑动测试效果.仿真结果显示,采用lFBG=10 mm,h=4 mm的参数选择可以在保证空间分辨精度的基础上达到最大灵敏度.实验中,传感单元采用60 mm×40 mm×10 mm的硅胶体构成,内部预埋5个FBG构成传感阵列.实验结果显示,在x轴和y轴方向上,其灵敏度分别为0.0051 nm/N和0.0063 nm/N.FBG波长偏移量的变化曲线可以明确表征在传感模块上被测物的状态(静止、开始滑动、稳定滑动).针对不同滑动速度进行了测试,FBG产生的波长偏移量变化所占时长与滑动时长成比例,即可通过波形完成滑动时长的解算.

关键词：光纤光栅、滑动探测、阵列分布、响应特性

所属期刊栏目：50

分类号：TP212(自动化技术及设备)

资助基金：吉林省教育科学“十三五”规划课题GH180881;国家自然科学基金项目61703056

在线出版日期：2020-05-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：481-485