张 俊， 曾 捷*， 王 博， 王文娟， 梁大开， 刘晓颖

1. 南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室， 江苏 南京 210016

2. 中国空间技术研究院北京卫星制造厂， 北京 100190

3. 北京长城计量测试技术研究所计量与校准技术国防科技重点实验室， 北京 100095

基于光谱特征分析的光纤光栅腐蚀传感器研究

张 俊1， 曾 捷1*， 王 博2， 王文娟3， 梁大开1， 刘晓颖1

1. 南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室， 江苏 南京 210016

2. 中国空间技术研究院北京卫星制造厂， 北京 100190

3. 北京长城计量测试技术研究所计量与校准技术国防科技重点实验室， 北京 100095

针对航空航天领域铝合金结构服役过程腐蚀监测需求， 提出了一种基于铝质细管结构的预载荷型光纤光栅腐蚀传感器。 给出了铝合金结构腐蚀在役监测机理， 得到光纤光栅反射光谱特征与铝质细管厚度变化之间的理论关系模型， 构建了酸碱环境下的光纤光栅腐蚀监测试验系统。 通过在细管内部配置不受力且仅感受温度变化的光纤光栅传感器， 解决了被测目标的温度与应力交叉敏感问题。 研究表明， 这种铝质细管封装设计不仅可以感受腐蚀对其力学性能的影响， 还能够屏蔽外界腐蚀因素对管内光纤感知器件的干扰。 随着金属管腐蚀程度加深， 其管壁逐渐变薄， 光纤光栅反射光谱逐渐向短波长方向偏移， 且管壁厚度变化与光栅中心波长偏移量之间呈较好单调关系。 这些特性能够为进一步开展基于光纤感知器件的机械结构在役腐蚀监测研究提供有益帮助。……