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5MN光纤布拉格光栅力值传感器

发布时间:2018-01-14 11:12

  本文关键词:5MN光纤布拉格光栅力值传感器 出处:《光学精密工程》2017年04期  论文类型:期刊论文


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【摘要】:针对山体滑坡中大力值监测的应用需求,提出了基于光纤Bragg光栅(FBG)的5 MN力值传感器。该传感器采用8根FBG构成4组光栅偶对圆柱弹性体的应变进行采集,光栅偶能有效地补偿温度对FBG尺寸的影响。通过ANSYS数值模拟计算并优化了圆柱弹性体的结构尺寸,并按照国家规程进行了传感器检定实验。实验结果表明,该传感器的直径为124mm,长度为302mm,应力测量范围为500~5 000kN,综合精度为1%,最大力值对应的波长变化为2 567pm,灵敏度为2kN/pm。该传感器除具有光栅传感的基本特点以外还具有结构简单、量程大、精度高等优点,不仅适用于滑坡力值监测,还适用于建筑、化工、煤矿、军事等领域的力值监测。
[Abstract]:Aiming at the application demand of large force value monitoring in landslide. A 5 MN force sensor based on fiber Bragg grating (FBG) is proposed. The sensor uses eight FBG to form four groups of grating pairs to collect the strain of the cylindrical elastomer. The effect of temperature on the size of FBG is compensated effectively by grating couple. The structural size of cylindrical elastomer is calculated and optimized by ANSYS numerical simulation. The experimental results show that the sensor has a diameter of 124mm, a length of 302mm and a stress measurement range of 500,000kN. The synthetic precision is 1, the wavelength change corresponding to the most powerful value is 2567 pm, the sensitivity is 2 KN / pm. Besides the basic characteristics of grating sensor, the sensor has simple structure and large measuring range. It is suitable not only for the monitoring of landslide force value, but also for the monitoring of force value in the fields of construction, chemical industry, coal mine, military and so on.
【作者单位】: 重庆大学光电工程学院光电技术及系统教育部重点实验室;重庆大学土木工程学院山地城镇建设与新技术教育部重点实验室;
【基金】:国家自然科学资助项目(No.51178488,No.51478066)
【分类号】:TP212
【正文快照】: 1 引 言  力值测量在国民经济生活生产中是一种常见的检测项目,例如弹簧吊钩秤,其原理即是利用弹簧拉力测试物体的重力,再根据重力与质量的关系换算出物体的质量。传统的电测式传感器以电阻应变片为核心,广泛应用于称量、荷载、拉拔测试、试验机检定等项目;而在煤矿、油井

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4 ;[J];;年期

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本文编号:1423338

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