[发明专利]基于含孔金属结构中光纤光栅传感器温度应力解耦方法

摘要

本发明提供一种金属孔结构中光纤光栅传感器温度应力解耦方法，步骤如下：一，光纤光栅传感器布局设计；二，测量被测基体的初始状态；三，为被测基体施加递增的拉力，测量第一组两个栅点的中心波长变化情况；四，给被测基体同时施加外力和温度的影响，测量各栅点中心波长的变化量；五，进一步计算出孔边其他各点所受应力应变；通过以上步骤，本发明实现了金属孔结构中光纤光栅传感器温度、应力解耦，分别求出了其所受的温度大小和应力大小，从而提高了光纤光栅应力传感器监测结构应力时的精度，解决了实际应用中光纤光栅应力传感器受到温度影响导致精度下降的问题，同时有利于光纤布拉格光栅传感器的推广应用。

主权项

1.一种金属孔结构中光纤光栅传感器温度应力解耦方法，其特征在于：其具体步骤如下：步骤一，光纤光栅传感器布局设计；针对金属孔结构的特点，采用环形布局的思想，使用两路埋入式光纤光栅传感器，将所有栅点分为8组，每组两个栅点，分别来自两路传感器；步骤二，测量被测基体的初始状态，即不受外力且温度稳定的状态下各栅点的中心波长及温度；步骤三，为被测基体施加递增的拉力，测量第一组两个栅点的中心波长变化情况，能看出，给光纤光栅传感器的横向和纵向施加相同的力，导致中心波长的变化幅度差别很大，且中心波长变化的差值大小与力的大小成正比；步骤四，给被测基体同时施加外力和温度的影响，测量各栅点中心波长的变化量，并计算每组栅点中心波长变化量的差值，取中心波长变化量差值最小的点作为“理想不受应力点”；该“理想不受应力点”是指八组栅点中受应力影响最小的点，认为该点不受应力的影响；步骤五，由于该“理想不受应力点”被认为不受到应力应变的作用，所以根据该“理想不受应力点”的波长变化计算出此时金属孔结构温度的变化量，从而进一步计算出孔边其他各点所受应力应变；其中，在步骤一中所述的光纤光栅传感器布局设计，是指针对金属孔结构的特点，采用环形布局的思想，使用两路埋入式光纤光栅传感器，本发明采用的被测基体为500mm*500mm*2mm的薄金属板，板中间有一个直径为100mm的圆孔，将所有栅点分为8组，分别命名为组1、组2、组3、组4、组5、组6、组7、组8，每组均包含了分别来自两路光纤光栅传感器的栅点。