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基于光纤布拉格光栅的温度-应变同时测量技术

一、引言

光纤布拉格光栅(FBG)传感器因其抗电磁干扰、耐腐蚀、体积小等优点,在结构健康监测、电力设备检测等领域广泛应用。然而,单一FBG传感器难以区分温度与应变的影响。为此,近年来发展出多种温度-应变解耦测量方法,以提高测量准确性。本文将介绍其关键技术与工程实践。


二、核心技术类型

双波长FBG串联法

利用两个不同中心波长的FBG分别响应温度与应变。

FBG与长周期光栅(LPFG)组合

LPFG对温度敏感而对应变不敏感,用于辅助解耦。

参考FBG补偿法

使用无应力参考FBG消除温度漂移影响。

机器学习辅助建模

基于神经网络拟合温度-应变关系,提高测量精度。


三、典型应用场景

桥梁拉索张力与温度同步监测

精确评估结构受力状态与热膨胀效应。

高压电缆接头热应变预警

监测长期运行中的热疲劳与形变风险。

风电塔筒振动与温变综合分析

提升风电机组状态评估的可靠性。


四、未来发展方向

多参量融合传感节点开发

集成湿度、压力、振动等参数,构建多功能感知单元。

边缘计算与自适应校准机制

实现本地实时解耦与误差修正,减少通信依赖。


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