光纤瑞利散射微应变测量系统：金属板材轴向应变检测

"基于光纤瑞利散射的轴向微应变传感器" 本文介绍了一种利用光纤瑞利散射进行轴向微应变测量的技术，旨在监测金属板材在拉伸过程中的微小变形。设计的核心是采用中心波长为1550纳米的多模光纤宏弯损耗传感器，该传感器对微应变具有高灵敏度。在实验中，将多模光纤传感环垂直安装于待测板材表面，当板材受到拉伸，光纤环的弯曲程度增加，导致背向瑞利散射光强显著波动。 光纤瑞利散射是光纤光学中的一个重要现象，是由于光纤内部的不均匀性引起的光散射，可以用于分布式传感。在本研究中，这种散射效应被用来实时监测金属材料的微应变。通过建立的轴向微应变测量系统，运用光时域反射（OTDR）原理，可以跟踪并分析背向瑞利散射光强的变化，从而精确计算出材料的应变值。 实验结果显示，该多模光纤宏弯损耗传感器的弯曲敏感区域半径大约在3至6毫米之间，微应变测量范围覆盖500至3000微应变（με），测量精度达到了约40微应变。这种传感器的高精度和实时性使其在分布式测量应用中具有潜力，比如在结构健康监测、工业生产过程控制等领域。 这项工作创新性地利用了光纤的瑞利散射特性，设计出一种新型的微应变传感器，对于理解和改进光纤传感技术，特别是在金属材料应力分析方面，提供了新的思路和方法。通过进一步优化和工程化，这种传感器有望在实际工程应用中发挥重要作用，提高对材料性能评估的准确性和可靠性。