光纖光柵傳感器酸堿耐久性研究.pdf

1、光纖光柵安全監(jiān)測系統(tǒng)在地質(zhì)復雜、氣候環(huán)境十分嚴苛的工作環(huán)境中長期監(jiān)測高陡邊坡與危巖落石，承擔為高速鐵路安全運行保駕護航的任務。而高速鐵路設計年限最低在30年左右，按照鐵路一級標準要求應達到100年。因此，光纖光柵傳感器對環(huán)境的敏感性以及耐久性成為人們關注的首要問題。
　　 光纖光柵的材料是二氧化硅，環(huán)境耐久性很好，但由于其自身的纖細脆弱性很難直接用于工程監(jiān)測，因此需要對光纖光柵進行封裝保護。封裝后的FBG傳感器長期應用于復雜嚴苛

2、的環(huán)境中，各個部分在使用過程仍會不可避免地發(fā)生損壞，這必將會影響FBG傳感器的性能，降低FBG傳感器壽命。因此，對光纖光柵傳感器進行耐久性研究很有意義，但現(xiàn)今國際上對這方面的研究還很有限。
　　 本文就光纖光柵傳感器的酸堿耐久性展開研究，通過對兩種材料封裝的光纖光柵傳感器進行酸堿加速試驗，從實驗現(xiàn)象、傳感器性能、傳感器失效時間等各方面對比分析了FBG傳感器實驗結(jié)果。以此實驗為基礎建立了數(shù)學模型，對傳感器的酸性環(huán)境實際使用壽命進行

3、了預測分析。具體內(nèi)容安排如下:
　　 (1)本文描述了光纖光柵傳感技術(shù)的發(fā)展及其工程應用，重點闡述了光纖光柵傳感器耐久性國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。
　　 (2)對光纖光柵的傳感原理進行了介紹。報道了近年來光纖光柵的封裝技術(shù)，主要是分類介紹了光纖光柵傳感器的封裝形式、封裝材料。針對傳感器的封裝材料闡述工程應用中導致傳感器失效的各種因素。
　　 (3)針對光纖光柵傳感器的酸堿耐久性實驗方法進行了調(diào)研，根據(jù)其酸堿加速試驗相關文獻

4、、國際標準以及實際工況條件設計了詳細的實驗方案。通過數(shù)據(jù)分析，就傳感器的表面直觀變化和性能變化對不同的光纖光柵傳感器進行酸堿耐久性分析。結(jié)果表明:DG-4封裝的FBG傳感器堿性耐久性＞UV的酸性耐久性＞DG-4的酸性耐久性＞UV封裝的的FBG傳感器的堿性耐久性。
　　 (4)進行了光纖光柵傳感器加速壽命預測數(shù)學模型的調(diào)研，選用逆冪律作為壽命預測數(shù)學模型，對其實際使用壽命進行預測。UV、DG-4封裝的傳感器的酸性壽命預測結(jié)果分別為