金属化粘接层对FBG应变传感性能的影响
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陈伟民(1955-),教授、博士生导师,主要研究方向 为光电技术及系统等.

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国家自然科学基金(50975301)资助项目 (重庆大学 光电技术及系统教育部重点实验室,传感器与仪器中心,重庆 400044)


Influence of metal bonding layer on strain sensing performance of FBG
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    摘要:

    根据光纤布拉格光栅(FBG)应变传递模型,仿 真分析了粘接层弹性模量、长度、厚度和泊松比对FBG应变传递效率的影响。分析结果表明 ,金 属化粘接层应变传递特性优于环氧胶粘接层;金属化粘接层越长,FBG应变灵敏度越高,稳 定性越好;厚 度越小,应变传递效率越高,泊松比的影响可以忽略。采用新研制的FBG金属化连接技术将F BG封装到钢丝上,对不同粘接长度、粘接材料的FBG进行了拉力试验。实验结果表明,当Z n粘接 层长为15mm、20mm时,FBG平均应变灵敏度为1.076pm/μ ε、1.099pm/με,平均应变传递效率分 别为0.948、0.962;金属化连接的FBG应变传递系数相比环氧树脂胶 连接方式提高8.9%。理论与实验相一致。

    Abstract:

    Metal bonding layer seriously affects the strain transfer performance of fiber Bragg grating(FBG). Based on the model of strain transfer of FBG,the effects of the length,the th ickness,Poisson′s ratio,elasticity modulus of bonding layer on the strain transfer coefficient of FBG are analyzed by numerical simulation.The results show that the metal bonding layer has a larger advantage than the epoxy glue layer in strain transfer performance.The strain transfer coefficient increases with the length of metal bonding layer,decreases with the thickness of metal bonding layer and the influence of Poisson′s ratio can be ignored.The FBG is packaged to steel wire using the metal bonding technology.The tensile tests under differ ent bonding lengths and elasticity moduluses are carried out.The results indicate that the strain transfer coe fficients of FBGs are 0.948,0.962and the average strain sensitivities are 1.076pm/με,1.099pm/με when the metal bond ing layer is zinc,whose length is 15mm,20mm,respectively.The strain transfer coefficient of the FBG package d by metal bonding layer is enhanced by 8.9% compared with the epoxy glue packag ed one.The experiment result is general agr eement with the analysis and provides guidance for metal package of FBG.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

刘浩,陈伟民,章鹏,刘立,舒岳阶,吴俊.金属化粘接层对FBG应变传感性能的影响[J].光电子激光,2013,(4):642~648

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  • 收稿日期:2012-09-28
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