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金属直接连接的布拉格光纤光栅应变测量方法
论文题目：金属直接连接的布拉格光纤光栅应变测量方法
摘要：
随着科技的发展和应用的广泛，对于结构物的监测和健康管理的需求日益增加。光纤传感技术因其高精度、高灵敏度、远程和分布式监测的优势而成为结构健康监测领域的热点研究方向之一。布拉格光纤光栅（FiberBraggGrating，FBG）作为光纤传感技术的核心组成部分，被广泛应用于应变测量领域。然而，传统的布拉格光纤光栅应变测量方法存在着相对较大的灵敏度衰减问题。本论文基于金属直接连接的布拉格光纤光栅应变测量方法，研究了其在结构健康监测中的应用。
1.引言
随着人们对结构物安全性要求的不断提高，对于结构健康监测和预警的需求不断增加。传统的结构监测方法如应变片和传感器存在着布设困难、读取信号受到环境干扰等问题。而光纤传感技术以其互不干扰、高精度、高可靠性的特点成为了解决这些问题的有效途径之一。其中，布拉格光纤光栅应变传感器具有体积小、抗干扰能力强、传感器分布远、分布式测量等优势，成为结构健康监测领域的研究热点。
2.布拉格光纤光栅基本原理和应变测量原理
2.1布拉格光纤光栅基本原理
布拉格光纤光栅是一种将一定周期的折射率变化写入光纤芯中的结构。当一束入射光在光栅中传播时，只有特定波长的光被反射回来，这些特定波长被称为布拉格波长，其满足光栅的布拉格条件。
2.2布拉格光纤光栅应变测量原理
光纤在受到外部应变作用时，其折射率随之变化，从而改变了布拉格波长。通过测量布拉格波长的变化，可以得到光纤的应变信息。传统的布拉格光纤光栅应变测量方法主要采用贴附或粘接的方式将光纤光栅固定在被测结构上。然而，这种方法存在着应变传输的干扰和传感灵敏度降低的问题。
3.金属直接连接的布拉格光纤光栅应变测量方法
3.1金属直接连接的布拉格光纤光栅传感器原理
金属直接连接的布拉格光纤光栅传感器是将光纤光栅直接固定在金属基底上，通过金属基底与被测结构的接触来传递应变。金属底座通过螺纹连接等方式与光纤光栅相固定，形成一个整体结构。
3.2金属直接连接的布拉格光纤光栅应变测量方法优势
金属直接连接的布拉格光纤光栅应变测量方法在传感器固定和应变传输方面具有优势。由于采用金属底座直接固定，传感器固定牢固，免受干扰。另外，金属底座与被测结构的接触面积较大，应变传输效果更好，传感器的灵敏度更高。
4.实验验证和结果分析
本论文通过设计制作了金属直接连接的布拉格光纤光栅传感器，并选择合适的被测结构进行了实验验证。实验结果表明，金属直接连接的布拉格光纤光栅传感器能够准确测量被测结构的应变，并且具有高灵敏度和较好的线性性能。
5.结论
本论文研究了金属直接连接的布拉格光纤光栅应变测量方法在结构健康监测中的应用。实验结果表明，金属直接连接的布拉格光纤光栅传感器具有较好的测量性能和可靠性。未来的研究方向可以是对该方法在更复杂结构和恶劣环境下的应用进行探索，并进一步改进和优化该测量方法。
参考文献：
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