[发明专利]基于FBG传感器检测螺栓连接结合面面压的标定方法

摘要

本发明属于连接件结合面压力检测技术领域，基于FBG传感器检测螺栓连接结合面面压的标定方法。该方法是在使用基于FBG传感器的螺栓紧固结合面面压检测方法的基础上，结合具体实验参数设计出一套完整的标定方法，包括等效环形被连接件、被连接件上FBG传感器埋设槽以及整个标定过程的设计。解决了同时检测结合面处多点面压或者结合面情况较为复杂情况下标定过程比较繁琐且难于控制的问题，标定过程更为简单而且极大的提高了标定效率，使得这种结合面压力检测方法得到更广泛的应用。

主权项

1.一种基于FBG传感器检测螺栓连接结合面面压的标定方法，其特征在于，步骤如下：(1)等效环形被连接件尺寸的确定FBG传感器埋设槽的位置确定在环形被连接件的半径中点处，方向垂直与所在的半径，先确定临界粘贴长度CAL：CAL＝lc＝9.24/k  (1)其中：D是埋设槽宽度；Gc是胶体剪切模量；rg是裸光纤半径；Eg是光纤弹性模量；rm‑rg是光纤与基体之间胶体厚度；再确定等效环形被连接件的半径尺寸R：(2)被连接件上FBG传感器埋设槽尺寸的确定平均应变传递率为：其中：L为FBG传感器粘贴长度的一半；当FBG传感器的粘贴长度一定时，参数k的影响因素即确定平均应变传递率的大小，以接近1为目标确定参数，以实际加工精度和封装工艺为前提，即确定FBG传感器埋设槽尺寸，此处环形被连接原理试验件埋设槽尺寸与试验件埋设槽尺寸保持一致；(3)标定过程(3.1)确定好环形被连接件尺寸以及埋设槽尺寸后，在下被连接件(3)上半径中点、垂直于所在的半径开设出一条FBG传感器埋设槽(5)，使用FBG传感器封装胶(7)按照FBG传感器封装粘贴工艺将FBG传感器(6)固定在FBG传感器埋设槽(5)内，并检查FBG传感器(6)的状态，静置12小时后，完成FBG传感器的埋置；(3.2)按照螺栓连接要求，将薄膜压力传感器(8)置于上被连接件(2)和下被连接件(3)之间，准确安放位置，保护好FBG传感器(6)和薄膜压力传感器(8)，安装连接螺栓(1)和连接螺母(4)，并对连接螺栓(1)施加一定的预紧力，检查FBG传感器(6)和薄膜压力传感器(8)的安装质量及灵敏度；(3.3)标定中直接读出上被连接件(2)和下被连接件(3)结合面上沿径向薄膜压力传感器(8)的压力示数，经数据处理后得到FBG传感器(6)测点位置的面压值；(3.4)FBG传感器(6)反馈的应变数据经过采集卡处理，即得到结合面应变的测量值；(3.5)按照以上获取结合面压力和FBG传感器应变值的方法，通过改变螺栓不同的预紧力，分别实时记录两个传感器反馈的数值，得到目标数据值，即完成螺栓连接结合面应变‑压力标定试验，得到应变‑结合面压力标定曲线。