超低温宽温域环境下FBG 传感器应变标定方法

王 强，马国鹭，盖 文，顾正华

（1.中国空气动力研究与发展中心设备设计及测试技术研究所 绵阳，621000）（2.西南科技大学制造过程测试技术教育部重点实验室 绵阳，621000）

引言

结构健康监测技术是利用先进传感器在线实时采集结构状态信息（如温度、应变、加速度、裂纹等），实现对结构状态的在线监测，及时或提早发现结构故障和隐患。某超低温风洞内部温度变化范围为-196 ℃至常温，洞体结构承受巨大的热应力和气动力，为实时监测风洞洞体结构变形，需要对洞体进行在线的结构健康监测。

FBG 传感器基于反射波长对温度、应变等物理参数的敏感特性，相比于传统传感器，可复用、抗干扰、接线少等是其最大优点，在结构健康监测领域具有较好的应用前景，并已逐步在各行业得到应用［1‐5］。近年来，国内外开展了一些针对FBG 传感器在极端环境下应用的研究工作，重点研究了FBG温度/应变传感器在高低温环境下使用的封装工艺、安装工艺、温度补偿技术以及传感器特性［6‐9］。

应变灵敏度系数是FBG 应变传感器非常重要的参数，受到传感器不同封装形式、安装工艺及使用环境的影响可能会发生变化。为此，在工程使用前必须模拟超低温风洞的实际环境对FBG 传感器在-196 ℃至常温的工作温度范围内的应变灵敏度系数进行试验测量。白宝生等［10］采用四点弯等弯矩梁结构对常温胶黏式FBG 传感器的应变灵敏度系数进行了试验测量。曹敏等［11］采用电子万能试验机方式对钢管封装的FBG 传感器的应变灵敏度系数进行了常温环境下的试验测量。……