激光焊接封装的光纤光栅智能悬臂梁

来源：激光与红外杂志2016年第5期北京时间：

作者：王裕波

单位：南昌大学机电工程学院机器人及焊接自动化重点实验室,江西 南昌 330031；

摘要：针对光纤光栅在封装过程中容易遭受高温和热应力等破坏,采用激光焊接技术将镀镍金属化后的光纤光栅封装在316不锈钢表面。为了解决光纤光栅温度与应变的交叉敏感问题,基于参考光栅法的温度补偿原理制成了一种智能悬臂梁,实现了对温度和应变的同时测量。试验表明:光纤光栅两侧与不锈钢结合良好,激光焊接过程中光纤表面镀层未被损坏；焊接封装的光栅在23～47 ℃温度范围内进行了温度传感分析,温度灵敏度为22.15 pm/℃,较裸光栅提高了1.34倍。在恒定室温环境下和变温环境下,对焊接封装的光栅进行了应变传感试验,光纤光栅中心波长与应变成均线性变化关系,应变灵敏度分别为-2.24 pm/g和-2.27 pm/g。该智能悬臂梁有较高的测量精度,可用于工业生产中对温度和应变的实时监测。

关键词：光纤布拉格光栅;激光焊;温度补偿;交叉敏感;悬臂梁

基金资助：国家自然科学基金项目(No.51265035)；江西省自然科学基金项目(No.20151BAB206042)资助