[發明專利]基于FBG傳感器檢測螺栓連接結合面面壓的標定方法

有效

• 申請號: 201810867308.4
• 申請日: 2018-08-02
• 公開（公告）號: CN109186823B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 孫清超;李小冬;孟亮國;袁博
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G01L1/24
• 分類號: G01L1/24;G01L11/02
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠

1.一種基于FBG傳感器檢測螺栓連接結合面面壓的標定方法，其特征在于，步驟如下：

(1)等效環形被連接件尺寸的確定

FBG傳感器埋設槽的位置確定在環形被連接件的半徑中點處，方向垂直與所在的半徑，先確定臨界粘貼長度CAL：

CAL＝l_c＝9.24/k (1)

其中：D是埋設槽寬度；G_c是膠體剪切模量；r_g是裸光纖半徑；E_g是光纖彈性模量；rm-rg是光纖與基體之間膠體厚度；

再確定等效環形被連接件的半徑尺寸R：

(2)被連接件上FBG傳感器埋設槽尺寸的確定

平均應變傳遞率為：

其中：L為FBG傳感器粘貼長度的一半；

當FBG傳感器的粘貼長度一定時，參數k的影響因素即確定平均應變傳遞率的大小，以接近1為目標確定參數，以實際加工精度和封裝工藝為前提，即確定FBG傳感器埋設槽尺寸，此處環形被連接原理試驗件埋設槽尺寸與試驗件埋設槽尺寸保持一致；

(3)標定過程

(3.1)確定好環形被連接件尺寸以及埋設槽尺寸后，在下被連接件(3)上半徑中點、垂直于所在的半徑開設出一條FBG傳感器埋設槽(5)，使用FBG傳感器封裝膠(7)按照FBG傳感器封裝粘貼工藝將FBG傳感器(6)固定在FBG傳感器埋設槽(5)內，并檢查FBG傳感器(6)的狀態，靜置12小時后，完成FBG傳感器的埋置；

(3.2)按照螺栓連接要求，將薄膜壓力傳感器(8)置于上被連接件(2)和下被連接件(3)之間，準確安放位置，保護好FBG傳感器(6)和薄膜壓力傳感器(8)，安裝連接螺栓(1)和連接螺母(4)，并對連接螺栓(1)施加一定的預緊力，檢查FBG傳感器(6)和薄膜壓力傳感器(8)的安裝質量及靈敏度；

(3.3)標定中直接讀出上被連接件(2)和下被連接件(3)結合面上沿徑向薄膜壓力傳感器(8)的壓力示數，經數據處理后得到FBG傳感器(6)測點位置的面壓值；

(3.4)FBG傳感器(6)反饋的應變數據經過采集卡處理，即得到結合面應變的測量值；

(3.5)通過改變螺栓不同的預緊力，分別實時記錄兩個傳感器反饋的數值，得到目標數據值，即完成螺栓連接結合面應變-壓力標定試驗，得到應變-結合面壓力標定曲線。