基于应力分析的光纤光栅温度传感性能研究

摘要

光纤布拉格光栅(FBG)埋入后,由于FBG和基体材料的热膨胀系数不同,当温度变化时,基体材料对FBG会产生轴向和横向应力。由温度变化引起的轴向和横向应力会引起FBG的波长移位,从而对FBG的温度灵敏度产生影响。讨论了FBG自由膨胀、受轴向应力和受横向应力的情况下产生的波长移位,以FBG埋入水泥砂浆为例,用ANSYS软件对FBG所受应力进行了有限元分析,并得出FBG埋入水泥砂浆后的温度灵敏度为23.21pm/℃,实验结果为23.592pm/℃。有限元分析和实验结果一致。