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光ファイバセンサによる極低温でのひずみ計測技術とその航空宇宙分野における応用

机译：光纤传感器的低温应变测量技术及其在航空航天领域的应用

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摘要

Strain and temperature measurement, especially in cryogenic environments, was studied using fiber Bragg grating (FBG) sensors for the purpose of the aerospace structural health monitoring. Although the relationship between the applied strain and the Bragg wavelength shift was the same as that at room temperature, the temperature-wavelength relationship became non-linear under cryogenic environment. In order to show the applicability of the sensor in aerospace applications, FBG strain and temperature sensors were embedded in a composite liquid hydrogen tank and measured in the cryogenic and pressurized environment. Encapsulated and small-size temperature sensors were used in this article and the temperature drift of the strain sensor was compensated by using the output of the temperature sensor. It was revealed throughout the experiment that the optical power loss could be critical in the case of existing large temperature difference. The practical solution for this issue was also discussed in this article.%ひずみ計測は材料特性を定量的に評価するための基本的rnな計測技術であり，構造物の応力解析にも必要不可欠な技rn術である．ひずみ計測には一般的に金属抵抗の変化を利用rnした箔状のひずみゲージが使用される．
机译：为了进行航空航天结构健康监测，使用光纤布拉格光栅（FBG）传感器研究了应变和温度测量，尤其是在低温环境中。尽管施加的应变与布拉格波长位移​​之间的关系与在室温下的关系相同，但是在低温环境下温度-波长关系变为非线性。为了显示该传感器在航空航天应用中的适用性，将FBG应变和温度传感器嵌入复合液氢罐中，并在低温和加压环境中进行测量。本文使用封装的小型温度传感器，并通过使用温度传感器的输出来补偿应变传感器的温度漂移。整个实验表明，在存在较大温差的情况下，光功率损耗可能至关重要。本文还讨论了解决此问题的实际解决方案。ひずみ。ひずみ计测には一般的に金属抵抗の変化を利用rnした箔状のひずみゲージが使用される。

著录项

  • 来源
    《日本航空宇宙学会論文集》 |2010年第672期|24-30|共7页
  • 作者

    水谷忠均; 武田展雄;

  • 作者单位

    Fraunhofer Institute for Non-destructive Testing;

    東京大学大学院新領域創成科学研究科先端エネルギー工学専攻;

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