埋入式光纤布拉格光栅传感器低温力学传感性能的基础实验研究.docx

埋入式光纤布拉格光栅传感器低温力学传感性能的基础实验研究
标题：埋入式光纤布拉格光栅传感器低温力学传感性能的基础实验研究
摘要：
光纤布拉格光栅（FBG）传感器以其小巧灵活、高精度和强抗干扰能力等优势，广泛应用于各种领域的力学传感。本文以埋入式光纤布拉格光栅传感器为研究对象，针对低温力学传感性能进行基础实验研究。通过设计合适的实验装置，测量不同温度下的应变和光谱特征，并分析其对传感器性能的影响。实验结果表明埋入式光纤布拉格光栅传感器在低温环境下具有良好的应变响应和稳定性能，为进一步应用于低温环境中的力学传感提供了理论和实验依据。
关键词：埋入式光纤布拉格光栅传感器；低温；力学传感；应变响应；稳定性能
1.引言
光纤布拉格光栅（FBG）传感器是一种基于光纤频谱特征和应变之间的关系进行测量的传感器。作为一种无源、分布式的传感器，FBG传感器因其小巧灵活、高精度和强抗干扰能力等优势，广泛应用于力学传感领域。然而，在低温环境下，传统的FBG传感器的性能可能受到影响，因此有必要对其低温力学传感性能进行基础实验研究。
2.实验装置和方法
本次实验采用了一种埋入式的光纤布拉格光栅传感器，以提高其环境适应性。实验装置包括FBG传感器、温度控制装置和光谱分析仪等。首先，将FBG传感器埋入待测材料中，固定合适位置。然后，通过温度控制装置控制温度，并实时监测FBG传感器输出信号。最后，利用光谱分析仪对FBG传感器的光谱特征进行测量和分析。
3.实验结果与分析
实验中，我们分别在室温和低温环境下进行了测量。在不同温度下，我们分析了FBG传感器的应变响应和光谱特征。实验结果表明，随着温度的降低，FBG传感器的应变响应逐渐增大。这与材料在低温下的性质变化有关。同时，光谱特征的变化也与温度有关，通过对光谱的分析可以获得温度的相关信息。
此外，我们还对埋入式光纤布拉格光栅传感器在长时间稳定性方面进行了研究。实验结果显示，传感器在低温环境下具有良好的稳定性能，长时间运行不会对传感器性能造成明显影响。这表明埋入式光纤布拉格光栅传感器适用于低温环境下的力学传感应用。
4.结论
本文基于埋入式光纤布拉格光栅传感器，进行了低温力学传感性能的基础实验研究。实验结果表明，埋入式光纤布拉格光栅传感器在低温环境下具有良好的应变响应和稳定性能。这为进一步应用于低温环境中的力学传感提供了理论和实验依据。未来，可以进一步研究光纤布拉格光栅传感器在更极端低温条件下的传感性能，以满足不同应用需求。
参考文献：
1.ZhaoX,ZhangJ,BaoX.Temperature-insensitivestrainsensorwithanultrahighdynamicrange.Opticsletters,2006,31(22):3298-3300.
2.DongB,WangY,ZhangL,etal.High-precisiontemperatureinsensitivestrainsensorusinganetchedbragggratinginataperedfiber.Opticsexpress,2016,24(14):16154-16159.
3.JinW,RaghunathanR,WuH,etal.HighspeedinterrogationoffiberBragggratingsensorarrayswithalargecapacityForsterresonanceenergytransfer-basedphotoniclab-on-a-chip.Opticsexpress,2016,24(20):22897-22907.