高分辨率密集光纖光柵布設(shè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明涉及光纖光柵技術(shù)領(lǐng)域，具體講是一種取材方便，能夠提高空間分辨率的高分辨率密集光纖光柵布設(shè)方法。
【背景技術(shù)】
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[0002]光纖光柵傳感器是通過(guò)檢測(cè)波長(zhǎng)的變化量來(lái)檢測(cè)溫度、應(yīng)變、壓力等物理量，在如航空航天航海、建筑交通運(yùn)輸、能源化工環(huán)保等領(lǐng)域中取得了成功的應(yīng)用。根據(jù)不同的被測(cè)結(jié)構(gòu)，分布式光纖光柵傳感器一般采用在單根光纖上刻制單個(gè)或多個(gè)不同周期的布拉格光柵，然后經(jīng)不同的封裝后，將此光纖直接埋入、表面粘貼、預(yù)先封裝在鋼板上或者毛細(xì)管中、兩端夾持固定等方式，對(duì)反射光進(jìn)行解調(diào)后可以得到光纖光柵測(cè)量點(diǎn)的物理量。目前已經(jīng)在水壩壽命監(jiān)測(cè)、橋梁缺陷監(jiān)測(cè)、油井氣田、航空航天結(jié)構(gòu)、大型載體健康監(jiān)測(cè)、復(fù)合材料等領(lǐng)域取得了成功的應(yīng)用。
[0003]光纖光柵一般為單根光纖布放，只能測(cè)量布拉格光柵附近的物理量理量，如:溫度、應(yīng)變、壓力、位移、壓強(qiáng)、扭角、扭矩(扭應(yīng)力)、加速度、電流、電壓、磁場(chǎng)、頻率、濃度、熱膨脹系數(shù)、振動(dòng)等，即一維空間分布，對(duì)于需要測(cè)量二維或三維空間分布，由于受限于單根光纖上光纖光柵刻制的間隔，單根光纖有時(shí)無(wú)法提供足夠的空間分辨率。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種取材方便，能夠大大提高空間分辨率的高分辨率密集光纖光柵布設(shè)方法。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，提供一種高分辨率密集光纖光柵布設(shè)方法，該方法包括以下步驟:
[0006]a、首先對(duì)η條光纖光柵進(jìn)行去污處理；
[0007]b、接著對(duì)待測(cè)物體用來(lái)待粘接光纖光柵處的表面進(jìn)行去污處理；
[0008]C、然后將第一條光纖光柵固定放置在待測(cè)物體表面上；
[0009]d、當(dāng)固定放置第二條光纖光柵時(shí)，要保證第二條光纖光柵與第一條光纖光柵平行且間隔適當(dāng)?shù)木嚯x，并且將第二條光纖光柵刻制的第一段布拉格光柵II的起始位置對(duì)準(zhǔn)第一條光纖光柵刻制的第一段布拉格光柵I的末端位置；
[0010]e、剩下的第三條光纖光柵至第n-l條光纖光柵按照步驟d中的原則依次固定放置，保證每條光纖光柵上刻制的第一段布拉格光柵的起始位置都與上一條光纖光柵刻制的第一段布拉格光柵的末端位置對(duì)齊；
[0011]f、固定放置最后第η條光纖光柵，保證第η條光纖光柵刻制的第一段布拉格光柵IV的起始位置與第n-l條光纖光柵刻制的第一段布拉格光柵III末端位置對(duì)齊，同時(shí)，第η條光纖光柵刻制的第一段布拉格光柵IV的末端位置與第一條光纖光柵刻制的第二段布拉格光柵的起始位置對(duì)齊。
[0012]采用以上方法后，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0013]1、取材方便:本發(fā)明高分辨率密集光纖光柵布設(shè)方法采用通用的光纖光柵，無(wú)需對(duì)系統(tǒng)和材料進(jìn)行升級(jí)。
[0014]2、提高了空間分辨率:本發(fā)明高分辨率密集光纖光柵布設(shè)方法克服了普通單根光纖光柵受刻制布拉格光柵間隔的限制，通過(guò)將多根光纖光柵之間錯(cuò)位排放，使相鄰光纖光柵之間在橫向上進(jìn)行互補(bǔ)，從而將一維監(jiān)測(cè)布設(shè)發(fā)展為二維、三維監(jiān)測(cè)布放，從而可以測(cè)量平面、弧面、不規(guī)則面的物理量變化，大大提高了光纖光柵的空間分辨率。
[0015]本發(fā)明所述的高分辨率密集光纖光柵布設(shè)方法，其中，步驟a中對(duì)η條光纖光柵進(jìn)行去污處理的具體過(guò)程是:首先使用脫脂棉蘸取適量分析純酒精將待粘接的η條光纖光柵擦洗一遍，然后放入烘干箱烘干后取出待用。這種去污方式可以增強(qiáng)光纖光柵的粘接強(qiáng)度。
[0016]本發(fā)明所述的高分辨率密集光纖光柵布設(shè)方法，其中，在待測(cè)物體表面上固定放置光纖光柵的具體過(guò)程是:用膠帶將光纖光柵的一端固定，用注膠機(jī)在光纖光柵上涂抹適量的結(jié)構(gòu)膠，稍微提起光纖光柵非固定端，讓結(jié)構(gòu)膠填充在光纖光柵和待測(cè)物體表面上，輕輕拉直光纖光柵，使光纖光柵和待測(cè)物體表面保持適當(dāng)?shù)慕佑|壓力，最后用膠帶將另一端固定。光纖光柵和待測(cè)表面緊密粘接在一起，能夠精確測(cè)量出被測(cè)物體的形變(需要熱膨脹系數(shù)匹配)。
[0017]本發(fā)明所述的高分辨率密集光纖光柵布設(shè)方法，其中，每條光纖光柵的端面形狀呈圓形、三角形、四邊形、五邊形、六邊形、曲線片形、菱形或半圓形。這里的各種形狀就是各種光纖光柵封裝的形狀，其目的不但是為了和待測(cè)物體的表面曲線匹配，而且有利于提高布設(shè)的牢固性，使用可靠。另外，這里所指的曲線片形是指彎曲的片狀封裝形式。
[0018]本發(fā)明所述的高分辨率密集光纖光柵布設(shè)方法，其中，步驟b中對(duì)待測(cè)物體用來(lái)待粘接光纖光柵處的表面進(jìn)行去污處理的具體過(guò)程是:取一塊砂皮，沿同一方向?qū)⒈粶y(cè)物體上待粘接光纖光柵處的表面打毛，然后用脫脂棉蘸取適量硫酸-重鉻酸鈉溶液將其擦洗干凈，接著用純凈水清洗干凈后晾干，晾干后再用脫脂棉蘸取適量丙酮將表面擦洗一遍，待其晾干。這種去污方式可以增強(qiáng)待測(cè)物體用來(lái)待粘接光纖光柵處的表面的粘接強(qiáng)度。
【附圖說(shuō)明】
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[0019]圖1是本發(fā)明高分辨率密集光纖光柵布設(shè)方法的布設(shè)示意圖；
[0020]圖2是圖1的左視圖。
【具體實(shí)施方式】
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[0021]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明高分辨率密集光纖光柵布設(shè)方法作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0022]如圖1所示，在本【具體實(shí)施方式】中，待測(cè)物體用來(lái)待粘接光纖光柵處的表面是個(gè)平面，為了保證能夠與平面解密粘接，如圖2所示，在本【具體實(shí)施方式】中，每條光纖光柵的端面的形狀呈四邊形，換句話說(shuō)，本【具體實(shí)施方式】中，光纖光柵采用的是方形封裝。
[0023]在本【具體實(shí)施方式】中，本發(fā)明高分辨率密集光纖光柵布設(shè)方法的具體步驟如下:
[0024]a、首先使用脫脂棉蘸取適量分析純酒精將待粘接的η條光纖光柵擦洗一遍，然后放入烘干箱烘干后取出待用。擦洗光纖光柵的目的是為了去除光纖光柵