一种带温度补偿的光纤光栅齿轮应变监测传感器及使用其的应变监测系统和温度补偿方法与流程

文档序号:28420184发布日期:2022-01-11 21:40阅读:58来源:国知局
一种带温度补偿的光纤光栅齿轮应变监测传感器及使用其的应变监测系统和温度补偿方法与流程

1.本发明涉及应力分布监测技术领域,具体为一种带温度补偿的光纤光栅齿轮应变监测传感器及使用其的应变监测系统和温度补偿方法。


背景技术:

2.海工自升式平台服务于海上作业,它的结构相对比较复杂,而且体积非常庞大,在制造过程中花费大量人力物力。特别是其工况远非陆地结构工况所能比拟:平台经常遭受着海风、海流和潮汐等力的作用,同时海上腐蚀现象比较严重,材料容易受到破坏。因此海工升降平台的设备具有高技术性和高可靠性。支撑升降系统作为自升式平台中的核心部分,在平台的设计建造中历来受到高度重视,其性能的优劣直接影响到平台的安全和使用效果。而齿轮齿条式升降系统又因升降速度快,可连续升降,操作灵活方便等优点被广泛使用。齿轮齿条升降装置的主要部件包括升降马达、齿轮减速器、爬升齿轮,其中爬升齿轮与齿条对于平台的安全可靠性的影响非常大。
3.爬升齿轮齿条啮合副既需要在升降作业时完成桩腿及甲板的升降,还需要在正常工作状态下和风暴自存状态下支撑船体,长期处于承受重载状态(包括动载荷)。自升式平台爬升齿轮齿条机构是平台和桩腿的连接纽带,桩腿上所受到的海水、冰和风载荷通过爬升齿轮齿条机构传递给平台,而平台上的各种载荷也通过爬升齿轮齿条机构传递给桩腿,因此爬升齿轮齿条机构长期在各种载荷的作用下,最容易发生断裂失效、疲劳等方式的破坏。而光纤光栅传感器是一种绝缘体无源物质,对被测物体不会产生影响,且耐高压、耐腐蚀,能在恶劣的环境下工作,相比于传统传感器,其具有尺寸小,质量轻,能抗电磁干扰,使用寿命长,绝缘性能良好的特点。在设备检测尤其是在应变检测方面,光纤布拉格光栅呈现出特有的优势,由于其自身形态的多边性,可做成应变检测探头用来监测外界应力应变的改变。通过光纤光栅应变传感器的监测,可以及时的发现爬升齿轮的故障问题,以免造成重大事故。
4.现有的光纤光栅应变传感器结构相对来说比较复杂,在实际场合的布置比较困难,且不能实现分布式测量,而且结构稳定性、可靠性较差,造成工作时准确度较低,不适用于海工爬升齿轮的工作环境。


技术实现要素:

5.本发明的目的在于提出一种带温度补偿的光纤光栅齿轮应变监测传感器及使用其的应变监测系统和温度补偿方法,旨在解决现有技术中光纤光栅应变传感器结构复杂,稳定性、可靠性较差,准确度较低,无法适用于于海工爬升齿轮的技术问题。
6.为实现上述目的,本发明提出一种带温度补偿的光纤光栅齿轮应变监测传感器,包括应变测量光纤光栅、温度补偿光纤光栅、基座、毛细管和光纤保护外壳;所述应变测量光纤光栅上刻有至少一个应变测量栅区,所述温度补偿光纤光栅上刻有至少一个温度测量
栅区;所述基座开设有通孔和凹槽,所述凹槽内设有应变材料层,所述应变测量栅区粘贴在所述应变材料层上;所述温度测量栅区封装于所述毛细管内,所述毛细管置于所述通孔内;所述光纤保护外壳用于将基座固定在齿轮端面上。
7.优选地,所述应变测量栅区外的光纤通过应变保护套管进行封装;所述温度测量栅区外的光纤通过温度保护套管进行封装。
8.优选地,所述应变测量栅区的长度为6mm~10mm,且所述应变测量栅区无涂覆层,多个所述应变测量栅区的长度和材料均相同。
9.优选地,所述温度测量栅区的长度为5mm~7mm,且所述温度测量栅区无涂覆层,多个所述温度测量栅区的长度和材料均相同。
10.优选地,所述温度测量栅区封装于所述毛细管内时保持松弛状态。
11.优选地,所述毛细管内填充有导热剂。
12.优选地,所述毛细管与所述通孔的孔壁之间填充导热剂。
13.优选地,所述基座的两端在所述通孔处固定有密封片,所述温度补偿光纤光栅穿过所述密封片向外延伸。
14.优选地,所述光纤保护外壳开设有供光纤跳线穿出的光纤导出孔;所述光纤保护外壳还开设有用于供螺栓穿过以将所述光纤保护外壳固定在齿轮端面上的螺纹孔。
15.本发明另一方面,提出一种带温度补偿的光纤光栅齿轮应变监测系统,包括如权利要求上所述的任意一项监测传感器,还包括应变测量光纤跳线、温度补偿光纤跳线、光纤旋转连接器、解调仪和上位机,所述应变测量光纤跳线与所述应变测量光纤光栅连接,所述温度补偿光纤跳线与所述温度补偿光纤光栅连接,所述应变测量光纤跳线和所述温度补偿光纤跳线均与所述光纤旋转连接器的旋转端连接,所述解调仪分别于所述光纤旋转连接器的固定端和所述上位机连接。
16.本发明另一方面,提出一种光纤光栅齿轮应变监测传感器的温度补偿方法,使用如权利要求上所述的任意一项监测传感器,包括如下步骤:
17.步骤1:在应变测量光纤光栅的每个应变测量栅区旁设置温度补偿光纤光栅上的温度测量栅区,获得应变测量光纤光栅受到应变作用时波长变化值与应变系数ε的关联关系;
18.步骤2:获得应变测量光纤光栅在载荷约束状态下温度发生变化,温度发生变化引起应变测量光纤光栅的折射率变化,同时热膨胀也引起应变测量栅区距离的变化的关联;
19.步骤3:获得应变测量光纤光栅的温度变化以及温度补偿光纤光栅的温度变化;
20.步骤4:将应变测量光纤光栅与温度补偿光纤光栅处于同一温度场,即dt1=dt2=dt3,最后计算得到载荷应变系数ε0,通过ε0进行温度补偿。
21.优选地,步骤1中,当应变测量光纤光栅(1)仅受到应变作用时,波长变化值与应变系数ε的关联关系表达式为:
22.式中,dλ为应变测量光纤光栅(1)反射的中心波长的变化量,λ为应变测量光纤光栅(1)反射的中心波长,p为应变测量光纤光栅(1)的光弹系数,ε为应变测量光纤光栅(1)的应变系数。
23.优选地,步骤2中,温度发生变化引起应变测量光纤光栅(1)的折射率变化,同时热
膨胀也引起应变测量栅区(101)距离的变化的关联表达式为:
24.式中,dλ为应变测量光纤光栅(1)反射的中心波长的变化量,λ为应变测量光纤光栅(1)反射的中心波长,αs为温度补偿光纤光栅(2)的热膨胀系数,αc为被测结构的热膨胀系数,ξ为温度补偿光纤光栅(2)的热光常数,n为温度补偿光纤光栅(2)的光芯的有效折射率,dt1为应变测量光纤光栅(1)所处的温度场。
25.优选地,步骤3中,当同时受到温度与应变作用,温度与应变的耦合忽略,于是应变测量光纤光栅(1)的变化满足:
[0026][0027]
温度的变化量由温度补偿光纤光栅(2)测出,温度补偿光纤光栅(2)的变化满足:
[0028][0029]
式中,dλ
b1
为应变测量光纤光栅的变化波长,λ
b1
为应变测量光纤光栅的中心波长,p为应变测量光纤光栅的光弹系数,ε为应变测量光纤光栅的应变系数,ξ为温度补偿光纤光栅的热光常数,αs为温度补偿光纤光栅的热膨胀系数,αc为被测结构的热膨胀系数,n为温度补偿光纤光栅的光芯的有效折射率,ξ为温度补偿光纤光栅的热光常数,dt1为应变测量光纤光栅所处的温度场变化量;dλ
b2
为温度补偿光纤光栅的变化波长,λ
b2
为温度补偿光纤光栅的波长,dt2为温度补偿光纤光栅所处的温度场变化量。
[0030]
优选地,步骤4中,应变测量光纤光栅(1)和参考光纤光栅处于同一温度场,即dt1=dt2=dt3,最后可以计算得到载荷应变系数ε0,
[0031][0032]
式中,dt1表示应变测量光纤光栅所处温度场的变化量,dt2表示温度补偿光纤光栅所处温度场的变化量,dλ
b1
表示应变测量光纤光栅反射中心波长的变化量,α
a1
为应变测量光纤光栅应变敏感系数,α
b1
为温度补偿光纤光栅温度灵敏度系数,dλ
b2
表示温度补偿光纤光栅反射中心波长的变化量,dλ
b1
表示应变测量光纤光栅反射中心波长的变化量,α
b1
为应变测量光纤光栅温度灵敏度系数,α
b2
为温度补偿光纤光栅温度灵敏度系数,dλ
b2
表示温度补偿光纤光栅反射中心波长的变化量。
[0033]
本发明一种带温度补偿的光纤光栅齿轮应变监测传感器及使用其的应变监测系统和温度补偿方法,至少具有以下有益效果:应变测量光纤光栅和温度补偿光纤光栅全部被安装在爬升齿轮端面上,外部有光纤保护外壳进行保护,可靠性更好;完全克服了海工升降平台爬升齿轮恶劣的工作环境对光纤光栅传感器的影响。光纤光栅应变监测传感器采用光纤保护外壳来保护基座工作的稳定性。光纤光栅应变监测传感器可实现分布式测量,并且对应的应变测量栅区和温度测量栅区安装在同一个基座中,整套传感器在工作时准确度更高。温度补偿光纤光栅对应力的隔绝比较彻底。
附图说明
[0034]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0035]
图1为本发明监测传感器的结构示意图;
[0036]
图2为本发明温度补偿光纤光栅封装于毛细管内的结构示意图;
[0037]
图3为本发明毛细管封装于基座的通孔内的结构示意图;
[0038]
图4为本发明应变测量光纤光栅、温度补偿光纤光栅与基座的装配结构示意图;
[0039]
图5为本发明基座的结构示意图;
[0040]
图6为本发明光纤保护外壳的结构示意图;
[0041]
图7为本发明监测传感器安装在齿轮上的结构示意图;
[0042]
图8为本发明应变监测系统的结构示意图。
[0043]
附图中:1-应变测量光纤光栅、101-应变测量栅区、2-温度补偿光纤光栅、21-温度测量栅区、3-基座、31-通孔、32-凹槽、4-毛细管、5-光纤保护外壳、51-光纤导出孔、52-螺纹孔、6-应变材料层、8-温度保护套管、9-导热剂、10-密封片、11-应变测量光纤跳线、12-温度补偿光纤跳线、13-光纤旋转连接器、14-解调仪、15-上位机、16-齿轮。
[0044]
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0045]
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0046]
需要说明,若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
),则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
[0047]
另外,若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述,则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
[0048]
实施例一
[0049]
如图1至图7所示,一种带温度补偿的光纤光栅齿轮16应变监测传感器,包括应变测量光纤光栅1、温度补偿光纤光栅2、基座3、毛细管4和光纤保护外壳5;所述应变测量光纤光栅1上刻有至少一个应变测量栅区101,所述温度补偿光纤光栅2上刻有至少一个温度测量栅区21;所述基座3开设有通孔31和凹槽32,所述凹槽32内设有应变材料层6,所述应变测量栅区101粘贴在所述应变材料层6上;所述温度测量栅区21封装于所述毛细管4内,所述毛
细管4置于所述通孔31内;所述光纤保护外壳5用于将基座3固定在齿轮16端面上。
[0050]
基座3为金属基座,即采用金属材质制成;基座3上开设有贯穿基座3两端的通孔31,基座3的上端面开设有向下凹陷的凹槽32,且凹槽32贯穿基座3的两端;具体的,通孔31的长度方向与凹槽32的长度方向相同。应变材料层6通过环氧树脂胶固定在凹槽32内,应变材料层6的厚度小于凹槽32的深度,且应变材料层6的长度和宽度分别小于或等于凹槽32的长度和宽度;更优地,应变材料层6的长度和宽度分别等于凹槽32的长度和宽度。应变材料层6具体可为钛合金基片、铜基片、玻璃纤维聚合物基片、铝合金材料基片等中的任意一种。毛细管4具体可为毛细铜管,毛细管4的长度大于温度测量栅区21的长度,以保证温度测量栅区21能完全封装于毛细管4内,同时毛细管4的内径大于温度补偿光纤光栅2的直径。光纤保护外壳5用于保护应变测量光纤光栅1、温度补偿光纤光栅2、基座3和毛细管4等。应变测量光纤光栅1上刻有至少一个应变测量栅区101,具体刻有多个应变测量栅区101,相邻两个应变测量栅区101之间存在一定间隙;温度补偿光纤光栅2上刻有至少一个温度测量栅区21,具体刻有多个温度测量栅区21,相邻两个温度测量栅区21之间存在一定间隙;两条光纤(指应变测量光纤光栅1和温度补偿光纤光栅2,下同)上直接刻有多个栅区,而不是通过单独的光纤熔接的方式进行串联,这样可以极大地降低光纤在工作时的损耗。应变测量光纤光栅1上所刻的应变测量栅区101直接通过环氧树脂胶粘贴在应变材料层6上;温度补偿光纤光栅2上所刻的温度测量栅区21被封装在毛细管4中,毛细管4置于通孔31内。使用时,将基座3通过环氧树脂胶粘贴固定在爬升齿轮16端面上,并通过光纤保护外壳5对基座3和光纤进行封装保护,具体是光纤保护外壳5与爬升齿轮16端面通过螺丝连接固定。本技术方案,应变测量光纤光栅1和温度补偿光纤光栅2全部被安装在爬升齿轮16端面上,外部有光纤保护外壳5进行保护,可靠性更好;完全克服了海工升降平台爬升齿轮16恶劣的工作环境对光纤光栅传感器的影响。光纤光栅应变监测传感器采用光纤保护外壳5来保护基座3工作的稳定性。光纤光栅应变监测传感器可实现分布式测量,并且对应的应变测量栅区101和温度测量栅区21安装在同一个基座3中,整套传感器在工作时准确度更高。温度补偿光纤光栅2对应力的隔绝比较彻底。相较于应变测量光纤光栅1和温度补偿光纤光栅2通过串联相连接,本技术方案提供的监测传感器在工作时可大大降低光损。
[0051]
进一步地,所述应变测量栅区101外的光纤通过应变保护套管进行封装;所述温度测量栅区21外的光纤通过温度保护套管8进行封装。应变测量栅区101外的光纤部分通过应变保护套管进行封装,以对其进行保护;温度测量栅区21外的光纤部分通过温度保护套管8进行封装,温度保护套管8与毛细管4之间通过环氧树脂胶进行封装连接;温度保护套管8与应变保护套管相同,均用于保护栅区外的光纤部分。
[0052]
进一步地,所述应变测量栅区101的长度为6mm~10mm,且所述应变测量栅区101无涂覆层,多个所述应变测量栅区101的长度和材料均相同。应变测量光纤光栅1上刻有的多个应变测量栅区101的长度均相等,且位于6mm~10mm范围内,材料也相同;应变测量栅区101无涂覆层,以减少光栅区域应变的非均匀分布而导致的光纤光栅低温啁啾现象。当传感器处于低温状态时,反射光信号波长光谱会产生多波长现象即啁啾现象。
[0053]
进一步地,所述温度测量栅区21的长度为5mm~7mm,且所述温度测量栅区21无涂覆层,多个所述温度测量栅区21的长度和材料均相同。同样地,温度补偿光纤光栅2上刻有的多个温度测量栅区21的长度均相等,且位于5mm~7mm范围内;温度测量栅区21无涂覆层,
以减少光栅区域应变的非均匀分布而导致的光纤光栅低温啁啾现象。
[0054]
进一步地,如图2所示,所述温度测量栅区21封装于所述毛细管4内时保持松弛状态。温度测量栅区21被封装在毛细管4中时,保持松弛状态,避免毛细管4受热产生形变,导致温度测量栅区21受到应变的影响,解决了在测量齿轮16温度过程中温度应变交叉敏感的问题。
[0055]
进一步地,如图2所示,所述毛细管4内填充有导热剂9。温度测量栅区21具体被封装在毛细管4的中心区域,毛细管4内充满导热剂9,以保证传热过程的均匀和稳定。
[0056]
进一步地,如图3所示,所述毛细管4与所述通孔31的孔壁之间填充导热剂9。毛细管4封装在通孔31内时,并没有与基座3直接接触,即毛细管4与通孔31的孔壁之间留有一定间隙,在间隙之间填充导热剂9,以保证传热过程的均匀和稳定,使热量传递更为均匀,测量结果更为准确。
[0057]
进一步地,如图4所示,所述基座3的两端在所述通孔31处固定有密封片10,所述温度补偿光纤光栅2穿过所述密封片10向外延伸。密封片10用于将通孔31的两端进行密封;将毛细管4置于通孔31内,然后往通孔31内填充导热剂9,导热剂9填充完成后,将密封片10通过环氧树脂胶固定在基座3的两端以封住通孔31的两端;密封片10上需开设有孔位,使得温度补偿光纤光栅2可从通孔31内向外延伸出来。密封片10的长度小于基座3的宽度,使得密封片10固定在基座3上时,密封片10不封堵住凹槽32的两端。设置密封片10可保证毛细管4、导热剂9稳固地封装于通孔31。
[0058]
进一步地,如图6所示,所述光纤保护外壳5开设有供光纤跳线穿出的光纤导出孔51;所述光纤保护外壳5还开设有用于供螺栓穿过以将所述光纤保护外壳5固定在齿轮16端面上的螺纹孔52。光纤跳线用于连接光纤和外部设备,具体地,应变测量光纤光栅1和温度补偿光纤光栅2分别与不同的光纤跳线;当基座3粘贴固定在齿轮16上时,通过光纤跳线连接光纤和外部设备,接着将光纤保护外壳5固定在齿轮16上以保护光纤、基座3等,此时,光纤跳线需穿过光纤保护外壳5的光纤导出孔51。光纤保护外壳5采用螺钉或螺栓固定的方式固定在齿轮16端面上,因此光纤保护外壳5需开设有供螺栓或螺钉穿过的螺纹孔52;同样,齿轮16上相应位置亦开设有对应的孔位。开设光纤导出孔51可方便光纤跳线向外引出,保证光纤保护外壳5可紧密贴合在齿轮16端面上,对光纤、基座3等起到更好的保护作用;开设螺纹孔52,可方便将光纤保护外壳5稳固地固定在齿轮16端面上,进一步提高保护效果。保护外壳与爬升齿轮16采用螺栓连接,使整套装置更为稳定,使用寿命更长,并具有便于拆卸的特点。传感器在结构上具有结构简单、安装牢靠、便于装卸的特点;在功能上具有抗干扰能力强、测量精度高且可分布式测量的特点。
[0059]
实施例二
[0060]
如图8所示,一种带温度补偿的光纤光栅齿轮16应变监测系统,包括如上所述的任意一项监测传感器,还包括应变测量光纤跳线11、温度补偿光纤跳线12、光纤旋转连接器13、解调仪14和上位机15,所述应变测量光纤跳线11与所述应变测量光纤光栅1连接,所述温度补偿光纤跳线12与所述温度补偿光纤光栅2连接,所述应变测量光纤跳线11和所述温度补偿光纤跳线12均与所述光纤旋转连接器13的旋转端连接,所述解调仪14分别于所述光纤旋转连接器13的固定端和所述上位机15连接。应变测量光纤跳线11和温度补偿光纤跳线12分别将应变测量光纤光栅1和温度补偿光纤光栅2的监测数据传输至解调仪14中,由于齿
轮16在工作过程中处于旋转状态,因此在应变测量光纤跳线11、温度补偿光纤跳线12于解调仪14之间设有光纤旋转连接器13,使应变测量光纤光栅1和温度补偿光纤光栅2可在齿轮16旋转过程中将监测数据传输至解调仪14中;解调仪14再与上位机15数据连接。整套应变监测系统使用如上所述的监测传感器,因此具备了上述关于监测传感器的有益效果,在此不一一赘述。
[0061]
实施例三
[0062]
一种光纤光栅齿轮16应变监测传感器的温度补偿方法,使用如上所述的任意一项监测传感器,包括如下步骤:
[0063]
步骤1:在应变测量光纤光栅1的每个应变测量栅区101旁设置温度补偿光纤光栅2上的温度测量栅区21,获得应变测量光纤光栅1受到应变作用时波长变化值与应变系数ε的关联关系;
[0064]
步骤2:获得应变测量光纤光栅1在载荷约束状态下温度发生变化,温度发生变化引起应变测量光纤光栅1的折射率变化,同时热膨胀也引起应变测量栅区101距离的变化的关联;
[0065]
步骤3:获得应变测量光纤光栅1的温度变化以及温度补偿光纤光栅2的温度变化;
[0066]
步骤4:将应变测量光纤光栅1与温度补偿光纤光栅2处于同一温度场,即dt1=dt2=dt3,最后计算得到载荷应变系数ε0,通过ε0进行温度补偿。
[0067]
进一步地,步骤1中,当应变测量光纤光栅(1)仅受到应变作用时,波长变化值与应变系数ε的关联关系表达式为:
[0068]
式中,dλ为应变测量光纤光栅(1)反射的中心波长的变化量,λ为应变测量光纤光栅(1)反射的中心波长,p为应变测量光纤光栅(1)的光弹系数,ε为应变测量光纤光栅(1)的应变系数。
[0069]
进一步地,步骤2中,温度发生变化引起应变测量光纤光栅(1)的折射率变化,同时热膨胀也引起应变测量栅区(101)距离的变化的关联表达式为:
[0070]
式中,dλ为应变测量光纤光栅(1)反射的中心波长的变化量,λ为应变测量光纤光栅(1)反射的中心波长,αs为温度补偿光纤光栅(2)的热膨胀系数,αc为被测结构的热膨胀系数,ξ为温度补偿光纤光栅(2)的热光常数,n为温度补偿光纤光栅(2)的光芯的有效折射率,dt1为应变测量光纤光栅(1)所处的温度场。
[0071]
进一步地,步骤3中,当同时受到温度与应变作用,温度与应变的耦合忽略,于是应变测量光纤光栅(1)的变化满足:
[0072][0073]
温度的变化量由温度补偿光纤光栅(2)测出,温度补偿光纤光栅(2)的变化满足:
[0074][0075]
式中,dλ
b1
为应变测量光纤光栅的变化波长,λ
b1
为应变测量光纤光栅的中心波长,
p为应变测量光纤光栅的光弹系数,ε为应变测量光纤光栅的应变系数,ξ为温度补偿光纤光栅的热光常数,αs为温度补偿光纤光栅的热膨胀系数,αc为被测结构的热膨胀系数,n为温度补偿光纤光栅的光芯的有效折射率,ξ为温度补偿光纤光栅的热光常数,dt1为应变测量光纤光栅所处的温度场变化量;dλ
b2
为温度补偿光纤光栅的变化波长,λ
b2
为温度补偿光纤光栅的波长,dt2为温度补偿光纤光栅所处的温度场变化量。
[0076]
进一步地,步骤4中,应变测量光纤光栅(1)和参考光纤光栅处于同一温度场,即dt1=dt2=dt3,最后可以计算得到载荷应变系数ε0,
[0077][0078]
式中,dt1表示应变测量光纤光栅所处温度场的变化量,dt2表示温度补偿光纤光栅所处温度场的变化量,dλ
b1
表示应变测量光纤光栅反射中心波长的变化量,α
a1
为应变测量光纤光栅应变敏感系数,α
b1
为温度补偿光纤光栅温度灵敏度系数,dλ
b2
表示温度补偿光纤光栅反射中心波长的变化量,dλ
b1
表示应变测量光纤光栅反射中心波长的变化量,α
b1
为应变测量光纤光栅温度灵敏度系数,α
b2
为温度补偿光纤光栅温度灵敏度系数,dλ
b2
表示温度补偿光纤光栅反射中心波长的变化量。
[0079]
使用如上所述的监测传感器的温度补偿方法,通过监测传感器的结构设计以及监测传感器的的监测、温度补偿规则可使测量结果更加准确,工作时准确度更高。
[0080]
以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
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