基于白光干涉原理的光纤传感技术__省略__光纤传感器和基体材料的

第４卷第１期２０１３年２月

黑　龙　江　大　学　工　程　学　报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｉｎｅｅｒｉｎｏｆＨｅｉｌｏｎｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔ　　　ｇｇｇｊｇｙ　　　

Ｖｏｌ．４，Ｎｏ．１，２Ｆｅｂ．０１３

［物联网前沿技术之光纤传感器专栏］

基于白光干涉原理的光纤传感技术

—Ｖ．光纤传感器和基体材料的相互作用

２

苑立波１，

（１．哈尔滨工程大学理学院光子科学与技术研究中心，哈尔滨１５０００１；２．黑龙江省光纤传感科学与技术重点实验室，）哈尔滨１５０００１

摘　要：建立并测试了一个简单的模型，利用该模型可将光纤传感器测得的数值来解释结构的实际应变。光纤

传感器测得的应变并不能完全表征试件或结构的应变，因此由理论分析所得的结果非常重要。所采用的光纤及其保护涂敷层的机械特性可改变传感器的应变传递能力。很多前提假设可通过系统的表达式对数学的严格性进行简化，光纤的应变传递特性取决于与承受应变的材料相接触的玻璃纤芯、保护涂敷层和光纤传感长度。数学公式导出了同样数量级的应变。有效长度长的传感器中的界面切应变效应弱于有效长度较短的传感器，理论结果可通过包括白光干涉仪在内的一系列实验进行验证。

由此研究得到的最重要的结果就是提出了描述α（Ｌ，ｋ）的理论表达式，Ｌ，ｋ）为可用光纤感知到的应α（

珋变（εεｍ）的比例系数。这一关系使得在将光纤传感器应用到结构传感应用之ｇ）确定实际引入到材料中的应变（前不必对应变数据进行标定和回归分析，通过反复实验，验证了理论分析的有效性。由此可知，对于带有涂敷层的光纤，可在应变仪与光纤传感器测得数值之间得到一一对应的关系。对于裸纤可得α＝１．０，这种情况下无需利用本研究所得的结果。然而，裸纤非常脆弱因此很难应用到实际测量中。

关键词：光纤；光纤传感器；应变传递模型；标定

）中图分类号：ＴＮ２５６　　　文献标志码：Ａ　　　文章编号：２０９５００８Ｘ（２０１３０１００７５１３－－－

Ｗｈｉｔｅｌｉｈｔｉｎｔｅｒｆｅｒｅｏｍｅｔｒｉｃｆｉｂｅｒｏｔｉｃｓｅｎｓｉｎｔｅｃｈｎｏｌｏ　　　　　ｇｐｇｇｙ　

—Ｖ．Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｏｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｓｅｎｓｏｒｓａｎｄｍａｔｒｉｘｍａｔｅｒｉａｌｓ　　　　　　　ｐ

１２

ＹＵＡＮＬｉｂｏ　－

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收稿日期：２０１２０９１２－－

，男，黑龙江铁力人，教授，博士研究生导师，博士，主要从事光纤传感技术研究，Ｅ－ｍ：ｂ作者简介：苑立波（１９６２ａｉｌｕａｎ＠－）ｙ

ｖｉ．ｓｉｎａ．ｃｏｍ。ｐ

·７６·黑　龙　江　大　学　工　程　学　报　　　　　　　　　　　　　　　第４卷

ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｉｏｒｈｒｏｕｈｓｔｅｍａｔｉｃｘｒｅｓｓｉｏｎｓ．Ｉｔａｓｅｔｅｒｍｉｎｅｄｈａｔｈｅｔｒａｉｎｒａｎｓｆｅｒ　ｒ　ｔ　ｓ　ｅ　ｗ　ｄ　ｔ　ｔ　ｓ　ｔｇｇｙｐ

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