冯遵安

（南京化工职业技术学院,江苏南京210048）

超导磁体的应力应变分布情况非常复杂,这也是超导磁体设计者研究的重点与难点,因为超导磁体处在强磁场大电流的复杂电磁环境下,同时磁体本身是由超导材料及其它填充材料构成,所以磁体的应力分布和应力集中的预测极其困难,尽管一些计算机仿真软件可以帮助超导磁体的设计者计算出应力与应变,但是磁体真实的应力、应变情况还要通过直接的测量才能精确得到.但是传统的电磁传感器由于受到磁阻效应的影响很难应用到具有复杂电磁环境的超导磁体中.光学传感器已经广泛应用于测量温度、应力与应变、压力、磁场、电流等[1-3].相比较而言,光学传感器具有明显的优势,如不受电磁影响、分辨率高、尺寸小、传输距离不受限制[4].因此,我们考虑使用光纤布拉格光栅传感器来研究超导磁体的应力与应变,因为光纤布拉格光栅传感器除了具有传统光学传感器的优点外,还具有波分复用的优点,可以对磁体应力、应变的实时分布式测量及超导磁体失超的在线监测技术[5-6].

1 光纤布拉格光栅的测量原理

光纤布拉格光栅（FBG）是利用掺杂（如锗、磷等）光纤的光敏性,通过某种工艺方法使外界入射光子和纤芯内的掺杂粒子相互作用导致纤芯折射率沿纤轴方向周期性或非周期性的永久性变化,在纤芯内形成空间相位光栅,其结构如图1所示.

光纤布拉格光栅反射中心波……