光纤应变传感器原理及应用领域

　　光纤应变传感器原理

　　光纤应变传感器是世界上应用广泛的传感器类型，具有许多电传感器不可比拟的优点，如不受电磁场及其它外界环境变化影响、灵敏度高、体积小、绝缘性好、可实现分布测量等。它是实现长期及实时在线结构健康监测的关键器件，对于保障大型设施安全、防止恶性和灾难性事故发生具有非常重要的意义。

　　光纤应变传感器其特征是设有等强度悬臂梁和温度补偿块，梁悬臂顶即端部以内10mm左右有一刀口，用来悬挂静力加载，刀口以内有长度约为80-150mm的矩形梁体，用来传递静力荷载；其后为等强度悬臂梁的有效长度，梁体沿轴向的形状为T形，即一头大一头小，在梁体上表面中轴线标有刻度，用于分布式光纤传感器位置，即安装单模紧套光纤或经过封装后的单模紧套光纤或点式封装的光纤光栅，将待率定的单模紧套光纤用胶粘材料分布固定于等强度梁梁体上、下表面，光纤一端再用相同的胶粘材料固定于温度补偿块表面，另一端接入用于解调光纤应变传感器的解调系统：先用分布式光纤应变计解调仪采集光纤应变传感器的初始应变值；同时用动静态应变仪采集电阻应变计的初始应变值，如果是静载率定，还需要调节或记录三点挠度计上百分表或千分表的初始值；然后逐级加载，逐次采集或记录光纤应变传感器、电阻应变计以及三点挠度仪的读数，用挠度计上百分表或千分计率定静载下的曲率；如果是动载率定，用动力加载系统使梁体产生振动，用动静态应变仪采集电阻应变计的动态应变谱，用光纤应变传感器解调仪采集光纤应变传感器的动态应变谱，比较分析两者可以得到待率定的光纤应变传感器的采样频率并对其实时性作出评价，并从所测得的总的分布式光纤应变值中加以扣除温度补偿段的应变值，以去除温度变化的影响。

　　光纤应变传感器优点

　　1.质量轻

　　2.体积小

　　3.抗电磁干扰

　　4.耐腐蚀

　　5.对增强纤维无副作用

　　6.灵敏度高

　　7.与复合材料相容性好

　　8.不影响结构性能

　　9.可远距离测试

　　10.空间性

　　11.实时性

　　光纤应变传感器应用领域

　　光纤应变传感器主要应用在工业、农业、国防、建筑业、环境、能源、运输等领域。