碳纖維復(fù)合材料封裝FBG傳感器研究.pdf

1、復(fù)合材料以其比強(qiáng)度和比模量高，成型方便優(yōu)越性而在現(xiàn)代工程中占有重要地位。將光纖埋入復(fù)合材料結(jié)構(gòu)形成的智能結(jié)構(gòu)越來(lái)越顯出旺盛的生命力及重要性，已在航空航天、艦船武器等軍事領(lǐng)域和機(jī)械結(jié)構(gòu)土木工程等民用領(lǐng)域得到了應(yīng)用。光纖布喇格光柵傳感器極具發(fā)展前途和市場(chǎng)前景，而將光纖直接埋入復(fù)合材料所要考慮的問(wèn)題較為復(fù)雜，許多問(wèn)題還有待于解決，設(shè)計(jì)和制作標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的光纖傳感層是解決上述問(wèn)題的途徑之一。這種光纖傳感層便于存儲(chǔ)、運(yùn)輸和埋置，可以在埋入復(fù)合材

2、料結(jié)構(gòu)之前對(duì)光纖傳感系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定。同時(shí)為能滿足工程實(shí)際要求，須對(duì)布喇格光柵進(jìn)行有效的封裝。本文主要提出一種以碳纖維復(fù)合材料(T300/648)封裝的FBG傳感器，這種封裝結(jié)構(gòu)能夠很好的保護(hù)光纖布喇格光柵并形成光纖智能傳感層。由于封裝材料結(jié)構(gòu)的可設(shè)計(jì)性，故能使傳感器與所測(cè)量的基材達(dá)到滿意的匹配效果，能減小了測(cè)量誤差等。同時(shí)闡述了傳感器的封裝工藝以及封裝材料鋪層方式對(duì)測(cè)量結(jié)果影響等。 本文的主要工作如下： 概況介紹光纖智能復(fù)

3、合材料發(fā)展歷史及應(yīng)用現(xiàn)狀，指出了目前存在的問(wèn)題。 建立了光纖布喇格光柵應(yīng)變傳感模型及溫度傳感模型，為傳感器應(yīng)用研究打下理論基礎(chǔ)。以中心波長(zhǎng)為1.3 μm的裸光柵為出發(fā)點(diǎn)，計(jì)算出其應(yīng)變靈敏度和溫度靈敏度。 研究了光纖布喇格光柵傳感器的常用封裝方法并對(duì)其分類(lèi)，指出它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)與適用場(chǎng)合。提出了光纖光柵溫度傳感器和應(yīng)變傳感器的多種制作方法，詳細(xì)闡述了封裝原理和結(jié)構(gòu)。 提出了一種新的光纖光柵傳感器的封裝結(jié)構(gòu)，初步探索