埋入CFRP的FBG光纤传感器界面传递特性实验研究

谢怀勤¹，卢少微²，王武娟¹

(1.哈尔滨工业大学,材料科学与工程学院,黑龙江,哈尔滨,150001;
2.沈阳航空工业学院,材料工程系,辽宁,沈阳,110034)

摘要:埋入碳纤维复合材料(CFRP)的光纤布拉格光栅(FBG)传感器应变测量值与基体实际应变存在误差,用光纤、保护层、粘贴层和基体材料的界面传递特性来表征应变测量值可提高精度.根据弹性力学和边界条件,得出FBG应变测量值与基体材料实际应变值的关系方程,通过裸光栅直埋基体材料界面传递的特征系数,可表征和计算FBG检测应变与测点实际应变的误差及修正系数.试验结果表明:对埋入裸光栅的碳纤维复合材料同时进行电阻应变与FBG-IS波长解调试验对比,试验测量FBG应变传感灵敏系数与理论值十分接近;对埋入CFRP的FBG裸光栅,由于不存在粘贴层界面传递的影响,其应变测量值可无需修正.

关键词:布拉格光栅; 光纤传感器; 碳纤维复合材料; 界面传递特性; 应变传感;

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