基于玻璃纤维复合筋结构的光栅连续应变传感研究

为解决光纤光栅(FBG)无法实现连续应变传感的问题,提出了采用玻璃纤维复合筋(GFRP)结构的连续应变传感及信号解调方案。建立了在模拟支梁条件下5个测点(其中2个为FBG测点)的GFRP-FBG应变有限元模型,分析了各测点应变与FBG应变的关系,仿真证明该结构可实现连续应变传感。设计了与模型结构一致的GFRP-FBG传感器,并对可调谐扫描信号进行了卡尔曼滤波和最小二乘法二次拟合以保证测量精度。对GFRP-FBG进行应变测量实验,实验选取的3个模拟测点应变值与有限元模型分析基本一致,误差在6.74%以内。研究表明GFRP-FBG为实现光栅连续应变传感提供了可行的解决方案。