高分辨率密集光纖光柵布設方法
【技術領域】
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[0001]本發(fā)明涉及光纖光柵技術領域，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方法。
【背景技術】
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[0002]光纖光柵傳感器是通過檢測波長的變化量來檢測溫度、應變、壓力等物理量，在如航空航天航海、建筑交通運輸、能源化工環(huán)保等領域中取得了成功的應用。根據(jù)不同的被測結(jié)構，分布式光纖光柵傳感器一般采用在單根光纖上刻制單個或多個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、預先封裝在鋼板上或者毛細管中、兩端夾持固定等方式，對反射光進行解調(diào)后可以得到光纖光柵測量點的物理量。目前已經(jīng)在水壩壽命監(jiān)測、橋梁缺陷監(jiān)測、油井氣田、航空航天結(jié)構、大型載體健康監(jiān)測、復合材料等領域取得了成功的應用。
[0003]光纖光柵一般為單根光纖布放，只能測量布拉格光柵附近的物理量理量，如:溫度、應變、壓力、位移、壓強、扭角、扭矩(扭應力)、加速度、電流、電壓、磁場、頻率、濃度、熱膨脹系數(shù)、振動等，即一維空間分布，對于需要測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，單根光纖有時無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)明要解決的技術問題是，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方法。
[0005]本發(fā)明的技術解決方案是，提供一種高分辨率密集光纖光柵布設方法，該方法包括以下步驟:
[0006]a、首先對η條光纖光柵進行去污處理；
[0007]b、接著對待測物體用來待粘接光纖光柵處的表面進行去污處理；
[0008]C、然后將第一條光纖光柵固定放置在待測物體表面上；
[0009]d、當固定放置第二條光纖光柵時，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?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的起始位置對準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末端位置對齊，同時，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方法采用通用的光纖光柵，無需對系統(tǒng)和材料進行升級。
[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，通過將多根光纖光柵之間錯位排放，使相鄰光纖光柵之間在橫向上進行互補，從而將一維監(jiān)測布設發(fā)展為二維、三維監(jiān)測布放，從而可以測量平面、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方法，其中，步驟a中對η條光纖光柵進行去污處理的具體過程是: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光纖光柵的粘接強度。
[0016]本發(fā)明所述的高分辨率密集光纖光柵布設方法，其中，在待測物體表面上固定放置光纖光柵的具體過程是:用膠帶將光纖光柵的一端固定，用注膠機在光纖光柵上涂抹適量的結(jié)構膠，稍微提起光纖光柵非固定端，讓結(jié)構膠填充在光纖光柵和待測物體表面上，輕輕拉直光纖光柵，使光纖光柵和待測物體表面保持適當?shù)慕佑|壓力，最后用膠帶將另一端固定。光纖光柵和待測表面緊密粘接在一起，能夠精確測量出被測物體的形變(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物體的表面曲線匹配，而且有利于提高布設的牢固性，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方法，其中，步驟b中對待測物體用來待粘接光纖光柵處的表面進行去污處理的具體過程是:取一塊砂皮，沿同一方向?qū)⒈粶y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待測物體用來待粘接光纖光柵處的表面的粘接強度。
【附圖說明】
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[0019]圖1是本發(fā)明高分辨率密集光纖光柵布設方法的布設示意圖；
[0020]圖2是圖1的左視圖。
【具體實施方式】
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[0021]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明高分辨率密集光纖光柵布設方法作進一步說明:
[0022]如圖1所示，在本【具體實施方式】中，待測物體用來待粘接光纖光柵處的表面是個平面，為了保證能夠與平面解密粘接，如圖2所示，在本【具體實施方式】中，每條光纖光柵的端面的形狀呈四邊形，換句話說，本【具體實施方式】中，光纖光柵采用的是方形封裝。
[0023]在本【具體實施方式】中，本發(fā)明高分辨率密集光纖光柵布設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