埋入式FBG传感器护套参数设计.pdfVIP

2013年 第32卷 第8期 传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies) 71 埋入式FBG传感器护套参数设计 罗 军，吴永红，许 蔚 (昆明理工大学 建筑工程学院工程力学系。昆明650000) 摘 要：介绍了混凝土埋入式FBG传感器的基本原理与结构。考虑如何设置传感器中护套的相关参数， 使得传感器的性能得以优化。主要通过护套在服役过程中压杆稳定性和对应变传递的影响2个方面来分 析，得出相关参数对此的影响。结合两者得出，护套柔度取最大临界值，护套厚度为0．2～0．3mm时，可使 传感器护套对被测结构影响最小；同时满足传感器制作的可行性，并且使应变传递效率达到99％，从而实 现传感器标准化封装。 关键词 ：埋入式结构 ；FBG传感器；应变传递率；参数设计 中图分类号：039 文献标识码 ：A 文章编号：1000-9787(2013)08--0071--04 Design on sheathparametersofembedded FBG sensor LUOJun，WUYong-hong，XUWei (DepartmentofEngineeringMechanics，SchoolofArchitectureEngineering，KunmingUniversity ofScienceandTechnology，Kunming650000，China) Abstract：BasicprincipleandstructureofconcreteembeddedFBG sensorisintroduced．Consideringhow toset relavantparametersofsensorsheath，to optimize sensorperformance．Analysisiscarriedoutmainlythrough compressedrodstabilityofsheathinserviceandimpactonstraintransfer，toobtaineffectofrelatvantparameteron them．Combiningthesecai1obtain thatwhenflexibilityofsheathisthemaximum critical value，thethicknessof sheathis0．2—0．3mill，impactofsensorsheathontestedsturcturetominimum ；atthesametime，itcansatisfy feasibilityofsensorfabrication，and straintransferefficiency canreach to99 ％ ，SOstandrad encapsulationof sensorisachieved． Keywords：embeddedsturcture；FBG sensor；straintransferrate；parametersdesign 0 引 言 相同。传感器内部核心部件为纤芯，光纤光栅刻录于纤芯 混凝土埋入式光纤Bragg光栅(FBG)传感器中，护套 中。纤芯的主要成分是SiO ，其 中含有微量的GeO ，用以 的作用不容忽视。其作用主要是保护光纤光栅，使其在混 提高纤芯的折射率 ，与包层形成全内反射条件使得光线能 凝土浇筑和服役过程中能够存活下来，进而发挥FBG的固 够限制在纤芯中。包层的主要成分也是SiO。。用于刻写光 有优势实现对混凝土结构的健康检测。对比于传感器粘结 栅的单模光纤半径约为9