光纤光栅保护增敏及光纤智能金属结构研究现状

从光纤光栅传感器传感原理出发,分析了波长漂移的影响因素,对光纤光栅增敏及封装保护现状进行了系统总结,指出了其中存在的不足和发展方向及应用前景。对光纤智能结构和智能金属结构的特点及应用情况进行了系统综述,分析了研究中存在的问题及应用前景。

埋入式光纤智能金属结构研究进展

介绍了埋入式光纤智能金属结构研究遵循的步骤,即光纤传感器的金属化保护、保护后及埋入后传感器的特性、埋入宿主金属及埋入方法的研究。为减少保护过程中热应力对光纤传感性能的影响,主要采用常温下进行的化学镀结合电镀方法进行光纤金属化保护;而选择适当的涂层厚度、杨氏模量、热膨胀系数、泊松比可使热应力最小化;金属层对光纤传感器可起到明显的保护作用,并能增强其可焊性;金属化保护后及埋入后的光纤传感器均能保持良好的传感的特性。但目前所使用的光纤传感器大都集中在热稳定性较差的布拉格光纤光栅上,埋入的宿主金属及埋入方法都受到了限制,因此,突破瓶颈的关键在于找到适合于埋入恶劣环境的光纤传感器。

光纤光栅钎焊嵌入金属梁及传感性能研究

为了实现金属结构内部温度和应力实时监测,以SnAg共晶合金为钎料将光纤光栅钎焊嵌入了钢质简支梁。分析了嵌入金属梁的光纤光栅温度、压力传感特性;试验监测了简支梁温度、压力与光纤光栅中心波长变化。结果表明,嵌入的光纤光栅中心波长和温度变化与梁所受压力大小都成线性关系,温度传感灵敏度比裸光栅提高了约一倍。

光纤传感器超声波焊接嵌入1100铝箔

为了对光纤进行金属嵌入式封装,对T2紫铜与1100(L4)纯铝进行了超声波焊接试验,在焊接过程中进行了光纤传感器的嵌入试验.嵌入的光纤传感器分别选用裸光纤、化学镀层保护光纤、化学镀+电镀层保护光纤,对嵌入效果进行了比较.采用拉伸试验的方法对嵌入强度进行了测试;采用光检测计检测了嵌入后的光强损失.结果表明,纯铝箔可以做为光纤传感器金属封装的基体材料;化学镀加电镀的方法可以作为光纤保护方法;电镀光纤超声嵌入铝箔后光强损失0.22 dB;金属化光纤嵌入铝箔拉伸力达到45 N.

光纤布拉格光栅表面化学镀的研究进展

用化学镀方法在光纤表面进行金属封装以获得较薄的智能涂层,可实现光纤智能金属结构的集成。对国内外化学镀从前处理、化学镀镍、化学镀铜、镀层结合性能及金属封装后光纤布拉格光栅传感器(FBG)的传感性能等方面进行了归纳与分析,指出了存在的问题与今后的发展方向。