(5)FBG和長(zhǎng)周期光纖光柵(LpG)混合檢測(cè)

通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),長(zhǎng)周期光纖光柵(LpG)的溫度和應(yīng)變靈敏度和FGB有著較大的差異,因此如果精確知道FGB和LGP的溫度和應(yīng)變靈敏度的話,就可以通過結(jié)合FBG和LGP實(shí)現(xiàn)溫度和應(yīng)變的分辨。這種方法的缺點(diǎn)是:長(zhǎng)周期光柵的帶寬大容易影響測(cè)量精度和復(fù)用能力;而且長(zhǎng)周期光柵的長(zhǎng)度較長(zhǎng),埋設(shè)進(jìn)材料后受非均勻應(yīng)變場(chǎng)的影響很大,從而降低測(cè)量精度。 

除了以上凡種典型的應(yīng)變溫度分辨方法外,還有采用取樣布拉格光纖光柵等方法,但是真正能實(shí)用的分辨技術(shù)還有待進(jìn)一步研究。

四、布拉格光纖光柵傳感器的封裝埋設(shè)技術(shù)

光纖傳感器的研究重點(diǎn)方向就是所謂的“智能材料結(jié)構(gòu)”,即可以實(shí)時(shí)采集材料結(jié)構(gòu)自身的受力,溫度等參數(shù),來實(shí)現(xiàn)對(duì)材料整體性能的智能檢測(cè)。在“智能材料”這方面,光纖光柵傳感器有很好的潛力,非常適用于這種準(zhǔn)分布式傳感應(yīng)用,因?yàn)楣饫w光柵是波長(zhǎng)編碼的,在材料中不同的監(jiān)測(cè)點(diǎn)埋設(shè)不同波長(zhǎng)的光柵作為傳感元件,再通過使用波分復(fù)用和時(shí)分復(fù)用技術(shù)就可以實(shí)現(xiàn)成百上千傳感點(diǎn)的準(zhǔn)分布式傳感,就可以實(shí)現(xiàn)“智能材料結(jié)構(gòu)”,而正確的埋設(shè)方法也是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),研究者對(duì)布拉格光纖光柵傳感器的封裝與埋設(shè)也做了大量的研究,主要集中在以下方面:

(1)傳感光柵的保護(hù)問題

由于光纖光柵實(shí)際上是一段光纖,所以它在剪切力的作用下很容易斷,所以在埋設(shè)的過程中須對(duì)它采取相應(yīng)的保護(hù)措施,進(jìn)行相應(yīng)的封裝。

(2)傳感光柵與材料之間的應(yīng)力傳遞的建模

在應(yīng)力傳感過程中,傳感光柵是埋設(shè)入材料中的,所以應(yīng)力并不是直接作用在傳感光柵上的,這就意味著在材料和光柵之間存在一個(gè)力的傳遞問題,這是提高傳感準(zhǔn)確度的一個(gè)重要方面。這就需要利用材料力學(xué)的知識(shí)建立適當(dāng)?shù)哪Ｐ瓦M(jìn)行分析,更精確的分析還要采用有限元分析法。 

(3)多軸應(yīng)變的產(chǎn)生的影響

對(duì)于光纖光柵的埋設(shè),光柵上受到的應(yīng)力有可能是多個(gè)方向的,除了軸向應(yīng)力還有橫向應(yīng)力,橫向應(yīng)力會(huì)使光纖產(chǎn)生雙折射現(xiàn)象,也即導(dǎo)致了原來的單峰反射譜分裂成兩個(gè)反射峰,這就給中心波長(zhǎng)的準(zhǔn)確檢測(cè)帶來了一定的困難。

由此可見，光柵的埋設(shè)技術(shù)是非常復(fù)雜的，如果需要準(zhǔn)確傳感，需要考慮的因素非常多，其中包括光柵的保護(hù)，材料與光柵之間應(yīng)力的傳遞，應(yīng)力引起的雙折射效應(yīng)以及非均勻應(yīng)力引起的光譜展寬等等。