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金属直接连接的布拉格光纤光栅应变测量方法
  • ISSN号:0254-3087
  • 期刊名称:仪器仪表学报
  • 时间:0
  • 页码:-
  • 分类:TN929.11[电子电信—通信与信息系统;电子电信—信息与通信工程] TH89[机械工程—仪器科学与技术;机械工程—精密仪器及机械]
  • 作者机构:[1]重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室,重庆400030, [2]重庆交通大学西南水运工程科学研究所,重庆400016
  • 相关基金:国家科技支撑计划(2007BAE15804)、国家自然科学基金(50975301)资助项目
  • 相关项目:基于粒子扩散机理的光纤智能金属结构关键技术研究
中文摘要:

为了简化应变传递环节,提高应变传递的长期稳定性,提出了一种将布拉格光纤光栅(fiber Bragggrating,FBG)器件与被测物利用金属化连接技术直接连接的应变测量方法。提出了金属化直接连接FBG应变测量结构,分析了金属化连接技术的基本原理与技术流程。根据弹性力学控制方程,建立了金属化连接材料优选的应力传递模型,仿真分析了不同金属连接材料对应变传感性能的影响,证明了金属化直接连接方法的理论优越性。利用金属铅作为金属连接材料将FBG固定在一根φ7mm的钢丝上,进行了应变传感性能评价试验,试验结果表明FBG输出中心波长与拉力之间存在较好的线性与重复性关系,线性度达到0.999以上,应变传递系数可维持在0.98,该试验结果与理论分析结果0.9828较为接近,证明了理论模型与连接技术手段的正确性与可行性,表明金属化连接的FBG应变测量方法具有优越的应变测量能力。

英文摘要:

To simplify strain transfer links and improve long-term strain transfer stability, a novel strain measuring method based on metallized bonding is proposed. The strain sensing structure is proposed, and the basic principle and technical process of metallized bonding technology are analyzed. According to the elastic mechanics control equation, the stress transfer model for the optimal selection of metallized bonding materials is established. Based on the stress transfer model, the influence of different bonding materials on strain sensing performance is analyzed in simulation, the simulation results prove the theoretical superiority of direct metallized bonding. To test the sensing property of di- rect metallized bonding, metal Pb was selected as the bonding material, a FBG was bonded directly onto a steel string with diameter of th 7 mm, and tensile tests were carried on a material test system (MTS). The experimental results show that good linearity and repeatability exist between fiber Bragg grating(FBG) output central wavelength and ten- sile force, the linearity is better than 0. 999 ; and the average strain transfer coefficient reaches 0.98,it is in good accordance with the theoretical value of 0. 982 8, which proves the correctness and feasibility of the theoretical model and bonding technical approach. The test results indicate that the FBG strain sensing method based on direct metallized bonding has superior strain measurement capability.

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期刊信息
  • 《仪器仪表学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国仪器仪表学会
  • 主编:张钟华
  • 地址:北京东城区北河沿大街79号
  • 邮编:100009
  • 邮箱:yqyb@vip.163.com
  • 电话:010-84050563
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-3087
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2179/TH
  • 邮发代号:2-369
  • 获奖情况:
  • 1983年评为机械部科技进步三等奖,1997年评为中国科协优秀科技期刊三等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:42481