一种基于光纤光栅传感器的局部位移测量方法

摘要

一种基于布拉格光纤光栅传感器的测量局部位移方法，包括弹性体结构和尺寸选择、FBG传感器安装固定和计算被测对象的局部位移步骤。其主要原理是，当被测对象受到压缩时，其变形会引起弹性体的变形，进而引起光纤光栅的变形，根据本发明中的公式可知，光栅的变形与被测对象的局部位移有唯一的对应公式，因此可以得到被测对象的变形，实现被测对象局部位移的精密测量。

主权项

一种局部位移测量方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)根据被测对象尺寸和测量要求，选择弹性体结构和尺寸，所述弹性体是长方体或矩形片状具有良好弹性的金属材料制成；(2)将FBG传感器安装在弹性体表面纵向中轴线上，使两者紧密结合，构成应变传感部件，将其FBG传感器通过光纤与光纤光栅信号处理器相连；(3)将所述应变传感部件固定在被测对象需要监测的部位，记下光栅传感器应变初值；(4)通过所述光纤光栅信号处理器测量FBG传感器的应变值，计算被测对象的局部位移Δ：$\Delta =l^3{\left(\frac{{ϵ}_{FBG}}{\pi t}\right)}^2{\left(\frac{1}{\sin ({\mathrm{\pi x}}_0/l)}\right)}^2,$其中，ε_FBG为FBG传感器的应变值与应变初值的差值，l和t分别为所述弹性体的长度和厚度，x₀为所述FBG传感器的坐标，该坐标以弹性体下端部为基准。