镀镍光纤Bragg光栅温度传感特性实验研究

在光纤智能金属结构材料中,为了保护光纤Bragg光栅并使得传感器与基体金属有很好的结合性,在光纤Bragg光栅表面化学镀镍,并实验研究了化学镀镍前后的光纤Bragg光栅的温度传感特性.实验表明:镀镍后的光纤光栅的Bragg波长随温度变化呈现出良好的线性和重复性,Bragg光栅温度灵敏度变大.

光纤Bragg光栅传感器化学镀镍研究

在光纤智能金属结构材料中,为了使光纤传感器与基体金属有很好的结合性,同时对传感器进行保护,需要对光纤传感器表面进行金属化。本文研究了一种在光纤栅表面化学镀镍的方法和化学镀配方,取得了较好的实验效果。

光纤布喇格光栅埋入后温度灵敏度分析

为探索光纤布喇格光栅(FBG)埋入金属后的温度灵敏度,在FBG埋入金属的工艺条件还不成熟的情况下,先对FBG埋入水泥砂浆后的温度灵敏度进行了理论和实验研究。推导了FBG埋入后的温度灵敏度公式,并用实验验证了该温度灵敏度公式,得到FBG埋入水泥砂浆后的温度灵敏度理论值为23.8143 pm/℃,实验结果为24.178 pm/℃。对埋入水泥砂浆的FBG受温度变化时的应变进行了理论分析并用ANSYS软件进行了仿真,证明理论、实验和仿真结果一致。

智能金属结构中光纤表面金属化的研究

为了把光纤传感器埋入金属材料中,需要对光纤传感器进行保护。为此,提出了一种无粗化的光纤表面化学镀工艺,并根据其后续处理的特点,用镀层的结合力、电性能、光亮度以及镀速四个性能指标对化学镀工艺采用正交试验方法进行了优化,获得了最佳化学镀工艺为:25g/LNiSO4.6H2O,20g/LNaH2PO2.H2O,20mL/LC3H6O2,20g/LH3BO3,1g/LNaF,2mg/L糖精,2mg/L硫脲,pH值4.5,温度86℃。该工艺下所得镀层为非晶态N-P镀层,与光纤有较好的结合力。

基于应力分析的光纤光栅温度传感性能研究

光纤布拉格光栅(FBG)埋入后,由于FBG和基体材料的热膨胀系数不同,当温度变化时,基体材料对FBG会产生轴向和横向应力。由温度变化引起的轴向和横向应力会引起FBG的波长移位,从而对FBG的温度灵敏度产生影响。讨论了FBG自由膨胀、受轴向应力和受横向应力的情况下产生的波长移位,以FBG埋入水泥砂浆为例,用ANSYS软件对FBG所受应力进行了有限元分析,并得出FBG埋入水泥砂浆后的温度灵敏度为23.21pm/℃,实验结果为23.592pm/℃。有限元分析和实验结果一致。

光纤布拉格光栅电镀保护方法的研究

提出一种在布拉格光线光栅(FBG)表面电镀金属的方法,以达到保护光纤光栅的目的。介绍了镀前预处理、化学镀以及电镀过程,确定了镀液配方及工艺;并进行了温度传感试验。通过对实验结果的分析,表明这种方法不仅可以获得厚度理想的金属保护层,同时可以提高光纤光栅的温度灵敏度。

镀Ni光纤布拉格光栅温度灵敏度分析

为了研究镀Ni光纤布拉格光栅(FBG)的温度灵敏度,根据镀NiFBG的特点,分析了镀NiFBG温度变化时的应力应变,从理论上推导出镀NiFBG的温度灵敏度公式并通过实验进行了验证,用理论证明了镀NiFBG的波长漂移、应力和应变与温度变化成线性关系,分析了镀NiFBG的温度灵敏度与镀层厚度的关系。用AN-SYS软件对镀NiFBG在温度变化时的应力应变进行了仿真。理论分析得到镀层厚度为4.56μm的镀NiFBG的温度灵敏度为14.3306pm/℃,实验值为14.113pm/℃。理论、实验和仿真得到了一致的结果。