面向海上风电设备安全检测的FBG传感器设计

来源：激光与红外杂志2025年第5期北京时间：

作者：江政儒

单位：国家电投集团江苏海上风力发电有限公司,江苏 盐城 224000；

摘要：为了对风机叶片结构进行长期、稳定、实时的应变场监测,设计了一种基于碳纤维(CFRP)封装的光纤光栅(FBG)传感器,搭建了基于多FBG的传感系统。,FBG的封装采用CFRP密封铝箔的结构形式。仿真分析了叶片在不同角度下的应力场分布,为FBG的布设提供了依据。在静态应变标定实验中,在FBG测试位置1cm位置处的应变灵敏度为53 pm/kg,应力场分布呈以应力点为中心的辐射状。在叶片工作实时测试中,FBG1和FBG2的应变变化范围最大,最大和最小应变值分别为482 με,-472 με和462 με,-476 με。叶片垂向应变的作用远弱于轴向。测试数据存在阈值范围,验证了本系统可通过阈值设定评估叶片工作状态。该结构设计具有灵敏度高、抗拉性好等优势,具有一定的应用前景。

关键词：FBG传感器;风电设备;应变场;安全检测

基金资助：国家电网建设项目(No.105112JX0120220147)；国家电网建设项目(No.105112JX0120230017)资助。