裸光纤光栅表贴结构应变传递分析与实验研究

摘要：

光纤光栅的封装结构在应变测量中至关重要，表贴式结构简化了应变传递环节，能够提高应变传递效率和稳定性。光纤光栅应变传感的准确性取决于光纤-粘接层-基体之间的界面传递特性。本文以表贴式裸光纤光栅作为研究对象，建立传感器应变传递模型，并推导了基底实际应变与表贴的裸光纤光栅所测应变之间的关系，仿真分析了粘接层弹性模量、厚度、长度、宽度等粘接参数对平均应变传递率的影响，得到裸光纤光栅表贴结构粘接层的优化参数，为表贴式光纤光栅传感应用提供参考依据。选用高温固化环氧胶353 ND，将涂覆层为聚酰亚胺的裸光纤光栅粘贴于等强度梁上，进行应变传递效果评价实验，结果表明，表贴式裸光纤光栅随铝材基底的应变呈现良好的线性关系，应变灵敏度为1．13 pm/με，是基片式封装应变灵敏度的1．5倍，应变传递率达到94．2％，与理论分析结果较为接近，证明了表贴结构模型与粘接手段的正确性和可行性。

关键词：光纤布拉格光栅、表贴式传感器、粘接层、应变传递、353ND

分类号：TH823

资助基金：教育部“长江学者和创新团队”发展计划IRT1212;北京市重大科技成果转化项目PXM2013_014224_000077

在线出版日期：2014-09-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：1744-1750