一种宽带荧光积分强度比测量应变的方法

摘要

本发明涉及一种宽带荧光积分强度比测量应变的方法，利用了宽带荧光发射谱谱带上选取的两个波段积分强度比随应变的变化。该方法用于应变测量时，在特定宽带荧光材料的发射光谱谱带的波长范围内选定两个合适的波段，直接测量或从光谱计算这两个波段的荧光发射积分强度，再得出这两个积分强度的比例，应变值与积分强度比数值的函数关系即为传感方程，未知应变下的荧光积分强度比数值是传感信号，输入到传感方程即得到待测应变值。进一步，可以由测得的应变值和材料机械强度数据推算应力的大小。本发明给出了一种传感应变的新方法，并举例论证了该方法测量应变的可行性。

主权项

一种宽带荧光积分强度比测量应变的方法，包括基于合适的宽带荧光材料制备复合材料、在恒定的温度下选定有效的激发条件、在荧光发射光谱谱带上选取合适的两个波段分别测量或计算各自的积分强度，在一定应变范围内记录两个波段的积分强度比，拟合所测强度比随应变值的变化得到应变传感方程，测量未知应变时将对应的荧光积分强度比输入该应变传感方程；其特征在于方法步骤如下：步骤一、将宽带发光荧光粉混合到涂层材料的前驱物中，涂覆在标准样品表面，固化后形成涂层复合材料；步骤二、根据荧光涂层复合材料的发光特性，选用合适的激发光源、分光元件、探测器组成荧光应变传感系统，同时选定合适的两个波段检测它们的荧光积分强度比；步骤三、在已知的恒定温度下，渐次改变标准样品的受力及变形，改变荧光涂层的应变，测量和记录已知应变条件下荧光复合材料的荧光积分强度比随应变的变化，拟合得到所述复合材料的荧光积分强度比应变传感函数，传感函数不唯一，选取的任何一个波段不同，传感函数也不同；步骤四、在与步骤三的标定过程相同的温度下，所述荧光涂层复合材料发生未知应变时，用步骤二所用的激发光源激发荧光涂层，记录待测应变下步骤三所述的荧光积分强度比，代入由步骤三得到的传感函数，得到待测应变值；步骤五、根据标准样品的机械强度、应力、应变三者之间的材料特性关系，进一步可以得到应力传感方程。