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1、 13.2 光 纖 Bragg光 柵 及 其 傳 感 模 型2 13.3 長(zhǎng) 周 期 光 纖 光 柵3 13.1 引 言1 13.4 光 纖 光 柵 傳 感 器4 2 2 2 2 222 2 2 22 2 2 2 222 2 2 2sinh ( ) ( 0)cosh ( )sinh ( ) ( 0)cosh ( )LLR LL 1T R effmax B eff1 nn 2B eff B0 eff eff1s nn v n L eff B /s n L 2B eff B 0 eff 2nn L N e ff0 e ffs nn eff B /s n L B eff2n 1 13.2.1 應(yīng) 變
2、 傳 感 模 型 2 13.2.2 溫 度 傳 感 模 型 3 13.2.3 動(dòng) 態(tài) 磁 場(chǎng) 的 傳 感 模 型 B eff eff2 2n n i ij jC ( , 1,2,3,4,5,6)i j 1 12 23 34 45 56 62 0 0 02 0 0 02 0 0 00 0 0 0 00 0 0 0 00 0 0 0 0 (1 )(1 2 )2(1 )vEv vE v ( , , )r z zz P 0rr /rr zz vP EvP EP E 2effB 12 11 12 eB 1 ( ) (1 )2 zz zz zzn p p p v p S 2effe 12 11 12 (
3、) 2np p p p v 2effe 12 11 121 1 ( ) 2nS p p p p v 2 20 1 22( )V k a n n 2 2 20 1 sU a k n 22 2 2 2 eff 1 1 2( )Un n n nV 1 12 2 2 2 2 20 1( ) ( )( ) ( )2m mm mUJ U WK WJ U K WU W k n a V 4 1/4(1 2)1 (4 )VU V eff wg effwg ( )n nS a a 2 3 4 3/4 2 21 2 1/224 1/4 3 2 2 21 1 24 1/4(1 2) (4 ) ( )1 21 (4 )
4、 ( )1 (4 )V V n nV n n nV wg wgeffBB eff eff effwg rr zzS Sna a avn a n n rr P 0zz (1 ) /(1 ) /2 /rr zz v P Ev P EvP E eff effBB eff eff( ) 1 1n n Pn P n P 2effB 11 12 12 B ( )(1 ) 2 22n P P Pp p v p v vE E E 2eff 11 12 121( ) 12 2 zzn vp p pv 2eff eff 12 11eff (1 2 )(1 2 )(2 )2L v PL En n P v p pn
5、E 2eff eff 12 11eff1 1 21 (1 2 )(2 )2vP En n v p pn P E 2effB 12 11B (1 2 ) (1 2 )(2 )2nv v p p PE E rrzz PPS 1 (1 ) (1 ) / /1 (1 ) (1 ) / /2 / /1 2 rrzz P v SvE v P E vS EP v Sv v P E vS EE vP E S ES PvE B B BB B Ball r zP P P S eff effB eff ep eff2 ( ) 2n nT n a n TT a T effB eff eff epB eff1 ( )n
6、 n an nT n a T rrzz TTT 3effB eff 11 12 wgB eff1 ( 2 )2T n n aS n p p ST n T BBT nS T BB 22 nn 2VHn n 2 2 22 2 2 2sin ( )cos ( ) 1 ( / )kj kjkj kj kj kjLT L 1( )2kj k k j j kj *eff * d dd dk jcorek js n e e r re e r r 2eff 22 d dd djcorej jn e r re r r 2 22 21 1L LL N ( )L 1 2 2 eff2 /n ( )co cl( )n
7、n n n 1 13.3.1 應(yīng) 變 靈 敏 度 2 13.3.2 溫 度 靈 敏 度 co clco cld dd d dd d d d dn nK n n d /d d / dn pn co co cl cl(1 ) (1 )K p n p n co clco cld dd d dd d d d dT n nK n nT T T T T d /dT d /dn T nco co cl cl( ) ( )TK n n 1 13.4.1 光 纖 光 柵 應(yīng)變 與 位 移 傳感 器 以 及 振動(dòng) 與 加 速 度傳 感 器 感 模 型 2 13.4.2 光 纖 光 柵 溫度 傳 感 器 感模 型
8、3 13.4.3光 纖 光 柵 壓力 傳 感 器 4 13.4.4 光 纖 光 柵 水聲 傳 感 器 B B e/ (1 ) xp 0B e 3B 3( )(1 ) 2L x hfp L 圖 13.3 利 用 光 纖 光 柵 實(shí) 現(xiàn) 垂 直 力 學(xué) 量 測(cè) 量 的 裝 置 2 224( ) 3 4EIM x yL x 2 2242 3 4Md dyEI L x B e 2 2B 24(1 )3 4dyP L x 圖 13.9 板 式 結(jié) 構(gòu) 的 光 纖 光 柵 溫 度 傳 感 器 g ( ) 1 1n n Pn P n P (1 )4d d Pd Et B eB (1 )(1 ) 0.17d
9、dp Pd Et B 0 02 2n n B 02n r in in( )I I R inr in in p 0 ( )( ) RI I R pp inr in in A Ap 0 ( )( ) sin( )RI I R p tp 習(xí) 題 13.1 試 找 出 一 種 方 法 解 決 光 纖 光 柵 傳 感中 的 溫 度 與 應(yīng) 變 交 叉 敏 感 的 問 題 。 13.2 試 設(shè) 計(jì) 一 種 光 纖 光 柵 溫 度 傳 感 系 統(tǒng) 。要 求 ： (1) 溫 度 范 圍 ： -20 C 80 C； (2) 測(cè) 量 精 度 ： 1 C ； (3) 光 柵 中 心 波 長(zhǎng) ： 1525 1565 nm 。
光纖光柵傳感器
