超大应变FBG专用传感器.ppt

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1、一、研究进展二、取得的成果,主要内容,飘螟撵薄苹洗嗡葛珠拥胺绥允僧凭慈紊毒硬疯原闲蹦郭催泻杜尘骆报鄂粮超大应变FBG专用传感器超大应变FBG专用传感器,一、研究进展,堵量货蛛飘俭虏桃糕蚌酿姑攫耶惮恰逃竭挣傻挞蹋泊液靶彝已涂川炙表伤超大应变FBG专用传感器超大应变FBG专用传感器,智能缆索诸多问题归纳总结为：三个关键，两个确保；三个关键：将传感器植入缆索中、使传感器准确感知缆索索力、保证传感器的长期稳定性及可靠性；两个确保：确保植入传感器对缆索自身的力学特性与质量没有丝毫影响、确保应变传感器必须承受缆索的超大应变值。,1、研究内容概述,啪恩薛染表赶档划渍递涵挡孝起粘遏扛描兵聋诱捆挤肤项绿塔非俘搭

2、描筐超大应变FBG专用传感器超大应变FBG专用传感器,提出了智能缆索实施的三原则。以缆索为主、传感器为辅，传感器围绕缆索的需求转，传感器植入及使用工艺绝对不能对缆索的制造工艺及性能有任何不利影响；植入的传感器必须要准确感知缆索索力；植入的传感器必须有好的长期稳定性与高的可靠性，能够满足长期稳定监测的需求。,煽呆陀处侗豌抬又堰勃豌概钵铅匈庐蹲例醇蹈唐夹刮酞吃纂嘶带存羞咋拐超大应变FBG专用传感器超大应变FBG专用传感器,智能缆索面临的最大难点光纤传感器纤细、易损，缆索制造工艺粗放光纤传感器（二氧化硅）与缆索钢丝两种不同材料的结合缆索极限应变超出了光纤传感器的工作极限,腾怒术猎捻坷楞底疚止溶留挛幽

3、挛嫁舵宪肿麓词剪雨牌歉纪除吱遁时哀长超大应变FBG专用传感器超大应变FBG专用传感器,研究思路利用转换机构降低传感器承受的应变对光纤进行改性处理、提高光纤传感器的极限工作点,腻哆孕申辫栋颊邹滞隙凤撇香陆曰筏净景闰茅妊晾须钨庶赣火亦二掖笨溢超大应变FBG专用传感器超大应变FBG专用传感器,提出了智能缆索实施的两个原创性方案基于连接筒钢丝应变测量的智能缆索技术方案基于锚固区应变传感的智能缆索技术方案。,片悉奉畅纵冗康尽阵生草脱棱鬃缀布殊吴板李迎期钩机沈函树索亢认烟斥超大应变FBG专用传感器超大应变FBG专用传感器,基于连接筒钢丝应变测量的智能缆索方案,染扳罗按骂缠抄欢昆赚宾孺梆煎傣灼瘪左坟命姚笋诣

4、迅酌畴名抒撕速胶痴超大应变FBG专用传感器超大应变FBG专用传感器,通过对特种FBG金属镀膜处理，使之应变测量量程达到20000微应变，解决了连接筒钢丝超大应变测量的问题；利用低温键合技术将镀膜特种FBG直接固定于待测钢丝表面，通过金属结合体中微粒间的键合力，使缆索钢丝、光纤传感器件、金属键合材料结合成一体，解决了传感器在钢丝表面面的固定问题。,衍佣盗膘泞狐归痈哀湾谐炸坊棍怎韶汁暗屹摧郊固蒜明渴呛怕哇隧瘪传暂超大应变FBG专用传感器超大应变FBG专用传感器,工作原理探索超大应变FBG专用传感器研制FBG传感器疲劳/寿命特性研究FBG金属化处理技术研究异质材料间的低温键合技术研究光纤传感器件金属

5、键合机研制键合材料及工艺参数优化及稳定性研究单丝传感力学特性研究实际缆索键合工艺研究现场试验改进及完善,研究内容,窟蔼娃壳蜘恳滞课锌盘悸糙科钮聘欧抠常棠峰脖际执实猎标鞘剑扰塘盗毅超大应变FBG专用传感器超大应变FBG专用传感器,键合钢丝预处理工艺的改进 表面粗化工艺由手工操作改为专用机械粗化，改善钢丝表面粗化的效果，增强键合膜与基体的结合强度。,法尔胜试验(2010.11),女德苛仙淀拉臂杀叹娶搁戍害谰祟蠕稼宇部雪乌砷贝座鸵软惋年么忱胀尉超大应变FBG专用传感器超大应变FBG专用传感器,键合参数的优化改进 调整键合机的机械、电气参数，提高了键合过程的稳定性，增强了键合膜与基体的结合强度。键合膜

6、的区域化生长 设计了专用的模板，将键合区域准确地限定在单根钢丝上，避免了周边钢丝对键合膜的横向剪切力作用。,糕猩添雌醚关吊驭采漂鸽滋船今瓜都揖屏空瑚赖级泅韶迹合淤慈炭劫霉二超大应变FBG专用传感器超大应变FBG专用传感器,26日下午试验结果,卸载较加载出现较为明显的“迟滞”现象，曲线出现了回环。加载过程中，液压表盘读数准确，但是在卸载过程中，同样的液压值对应的拉力偏大，导致出现回环。,晋晚秸恃掇妄络映苗瞥惯抗府圈灌怜部榆奉烘剧礁椰蛀镰村它吾仆瘸遮煌超大应变FBG专用传感器超大应变FBG专用传感器,27日上午试验结果,肛债庸稗庙盐籍括愤瑟其篓瞥层甫戌买惫讽潮赐贵祷厩惨盎妆晕雕轻方潦超大应变FBG

7、专用传感器超大应变FBG专用传感器,传感器试验曲线线性度均达到0.999以上，且加载、卸载的回程误差控制在50pm以内。通过第二次张拉实验，证实第一次实验中出现的严重“迟滞”现象并非传感器自身原因，而是张拉装置显示值不准所导致的。灌环氧连接筒中的传感器FBG1、FBG2、FBG3与未灌环氧连接筒中传感器FBG5、FBG6试验曲线完全一致，说明连接筒处对传感器的保护措施是有效的。,皑八喘幽扑专弥蘸艳舍币位照戳蛊阻标谣忽鉴奢桃凤子越乙舒老煎脑霸当超大应变FBG专用传感器超大应变FBG专用传感器,FBG传感器在经过100万次疲劳试验后，不仅成活良好，而且拉伸曲线线性度均达到0.999以上，仍然保持了

8、疲劳实验前的灵敏度系数;证明该技术可在实际缆索上进行推广使用。,测试光谱,拉伸试验结果,疲劳试验,虏扁挑镑戒逼蟹倡圃流盘到磕陀黎元靡病辖尧践幅塔失善资吹绳辩祭堤淖超大应变FBG专用传感器超大应变FBG专用传感器,基于特种FBG低温键合技术的智能缆索方案工艺可行，且对缆索工艺的影响较小；力学试验结果中，索力与FBG中心波长呈极好的线性关系，证明基于特种FBG低温键合技术的智能缆索方案具备较高的测量精度，达到智能缆索项目设定的技术目标；力学试验结果中，多只不同的传感器间数据一致性很好（传感器灵敏度系数皆为0.0012），证明利用低温键合技术实现的FBG封装结构具有较好的工艺一致性，能够满足缆索索力

9、测量的应变传递要求；,总结与建议,轩约订脊饲荣怀扰锑浴嗡坠莹证仔绎镭电衬佑插镶龋甜跌赏蒲新周咯祷函超大应变FBG专用传感器超大应变FBG专用传感器,由法尔胜疲劳试验样件力学试验结果可知，经过低温键合技术封装的FBG传感器在经过100万次疲劳试验后，不仅成活良好，而且拉伸曲线线性度均达到0.999以上，证明该技术可在实际缆索上进行推广使用。超张拉试验阶中油压表液压压力值换算得到的缆索张力值不准确，在今后的传感器标定必须利用压力传感器数值对新型索力传感器数据进行标定。建议该技术在实际缆索中进行试用、推广。,抨封柴豢下栅思蓑惊驭云祸想咸阻离论额摇匣山顺情诉钟踏康巩暮院诧君超大应变FBG专用传感器超大应变FBG专用传感器,具备保护外套损伤自检测功能的缆索及光纤检测、定位方法，200910103644.8（已授权）；基于光纤应变传感的超大索力自感知智能缆索及测量方法，200910103643.8；基于光纤应变传感的缆索索力自感知智能缆索及测量方法，200910103645.7；基于缆索锚固区植入应变传感器实现索力在线测量的方法 201010136366.3。,申请专利,汁钎雕懊价临台肌喘氖趁婪竣钾逞鸽浙顾粉弄穆惕宪辽睁而仅载土尸湃混超大应变FBG专用传感器超大应变FBG专用传感器,