光纖應變傳感器原理

光纖應變傳感器是世界上應用廣泛的傳感器類型，具有許多電傳感器不可比擬的優點，如不受電磁場及其它外界環境變化影響、靈敏度高、體積小、絕緣性好、可實現分布測量等。它是實現長期及實時在線結構健康監測的關鍵器件，對于保障大型設施安全、防止惡性和災難性事故發生具有非常重要的意義。

光纖應變傳感器其特征是設有等強度懸臂梁和溫度補償塊，梁懸臂頂即端部以內10mm左右有一刀口，用來懸掛靜力加載，刀口以內有長度約為80-150mm的矩形梁體，用來傳遞靜力荷載；其后為等強度懸臂梁的有效長度，梁體沿軸向的形狀為T形，即一頭大一頭小，在梁體上表面中軸線標有刻度，用于分布式光纖傳感器位置，即安裝單模緊套光纖或經過封裝后的單模緊套光纖或點式封裝的光纖光柵，將待率定的單模緊套光纖用膠粘材料分布固定于等強度梁梁體上、下表面，光纖一端再用相同的膠粘材料固定于溫度補償塊表面，另一端接入用于解調光纖應變傳感器的解調系統：先用分布式光纖應變計解調儀采集光纖應變傳感器的初始應變值；同時用動靜態應變儀采集電阻應變計的初始應變值，如果是靜載率定，還需要調節或記錄三點撓度計上百分表或千分表的初始值；然后逐級加載，逐次采集或記錄光纖應變傳感器、電阻應變計以及三點撓度儀的讀數，用撓度計上百分表或千分計率定靜載下的曲率；如果是動載率定，用動力加載系統使梁體產生振動，用動靜態應變儀采集電阻應變計的動態應變譜，用光纖應變傳感器解調儀采集光纖應變傳感器的動態應變譜，比較分析兩者可以得到待率定的光纖應變傳感器的采樣頻率并對其實時性作出評價，并從所測得的總的分布式光纖應變值中加以扣除溫度補償段的應變值，以去除溫度變化的影響。

光纖應變傳感器優點

1.質量輕

2.體積小

3.抗電磁干擾

4.耐腐蝕

5.對增強纖維無副作用

6.靈敏度高

7.與復合材料相容性好

8.不影響結構性能

9.可遠距離測試

10.空間性

11.實時性

光纖應變傳感器應用領域

光纖應變傳感器主要應用在工業、農業、國防、建筑業、環境、能源、運輸等領域。