光纖布拉格光柵應(yīng)變測(cè)量技術(shù)
輸電鐵塔等重大電力設(shè)施的安全監(jiān)測(cè)技術(shù)備受重視,在臺(tái)風(fēng),、覆冰等惡劣環(huán)境下關(guān)鍵部位的形變狀態(tài)是科研人員們一直關(guān)心的問題。傳統(tǒng)的電測(cè)技術(shù)因易受輸電環(huán)境中的電磁干擾,、自然界雷擊等實(shí)際問題而應(yīng)用局限明顯,。以光為信號(hào)、不受電磁干擾影響的光纖傳感為電力環(huán)境下的傳感,、檢測(cè)、監(jiān)測(cè)提供了極佳的技術(shù)支撐,,分布式光纖,、光纖光柵等技術(shù)在電力設(shè)施安全監(jiān)測(cè)中逐漸得到應(yīng)用。在所有的監(jiān)測(cè)參量中,,應(yīng)變最為基礎(chǔ),,也最為重要,它是彎曲,、扭轉(zhuǎn),、位移等多種變形最為基礎(chǔ)的反映,因此基于光纖原理的,、有效的應(yīng)變傳感檢測(cè)技術(shù)一直是科研人員關(guān)注的重點(diǎn),。光纖布拉格光柵作為光纖傳感的一種,其采用波長編碼,,波長信號(hào)不受光源功率波動(dòng)影響,,且不同波長的光柵可復(fù)用在一根光纖上,對(duì)軸向應(yīng)變非常敏感,,在重大電力設(shè)施的應(yīng)變測(cè)量中發(fā)揮重要作用,。
目前,基于光纖布拉格光柵的應(yīng)變測(cè)量技術(shù)主要包括兩種:其一,,直接將裸光柵采用膠黏劑粘貼或嵌入至被測(cè)對(duì)象表面或內(nèi)部,。這種方法表面上操作步驟簡(jiǎn)單方便,但在工程實(shí)際中,,由于裸光柵十分脆弱,,在野外等現(xiàn)場(chǎng)粘貼時(shí),不易精確控制光柵布置的直線度和方向,,且裸柵易折斷,。因此該方法更適用于實(shí)驗(yàn)室開展科研測(cè)試,,工程現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)性較差。其二,,將光纖光柵封裝在專門設(shè)計(jì)的彈性體或基片內(nèi),,光柵得到保護(hù),往被測(cè)物體上安裝時(shí)的操作性更好,。該方法在封裝光柵時(shí),,光柵的固定主要有兩種方式——柵區(qū)全部粘貼固定和預(yù)拉伸后柵區(qū)兩側(cè)的光纖固定,封裝基體主要有三種——管式結(jié)構(gòu)體 ,、表面彈性結(jié)構(gòu)體,、和基片式。光纖光柵封裝至管式的應(yīng)變標(biāo)距體內(nèi),,一般用于埋入被測(cè)物體內(nèi),,測(cè)量混凝土應(yīng)變、橋梁變形等,。表面應(yīng)變測(cè)試時(shí),,光纖光柵往往被封裝至特殊設(shè)計(jì)的表面安裝式彈性結(jié)構(gòu)體內(nèi),柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)常被采用,,可以實(shí)現(xiàn)光纖光柵的應(yīng)變靈敏度靈活設(shè)計(jì),。
在上述兩種結(jié)構(gòu)體內(nèi),光纖光柵普遍采用的是預(yù)拉伸后柵區(qū)兩側(cè)光纖固定的封裝方式,,雖然可以保障光柵不易啁啾,,但由于預(yù)拉伸量有限,被測(cè)對(duì)象的負(fù)向應(yīng)變測(cè)量范圍易受到限制,,此外,,在安裝時(shí)往往需要在被測(cè)物體上打孔等,易破壞本體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,。另外一種是將光纖光柵通過柵區(qū)全部粘貼固定的方式封裝在基片內(nèi),,光纖光柵可隨著被測(cè)物體整體拉伸或壓縮,應(yīng)變測(cè)量量程更大,,可直接粘貼在被測(cè)物體上,,不改變被測(cè)本體的結(jié)構(gòu)。
福州華光天銳提供光纖傳感器,,分布式光纖,、光纖光柵傳感器,歡迎直接聯(lián)系我們,!