埋入式光纤布拉格光栅传感器低温力学传感性能的基础实验研究

在绕制、冷却和强磁场等极端运行条件下，高温超导磁体内部将会产生复杂的应力和应变，其内部最大应变可达到数千微应变，极易引起超导性能的退化，造成结构的破坏，因此，高温超导磁体结构内部的力学状态直接关系到运行的安全性和可靠性。而国内外针对高温超导磁体结构内部应变测量的技术尚处于初步研究阶段。基于光纤布拉格光栅(FBG)应变测量技术，结合钇钡铜氧(YBCO)高温超导带材结构，本文提出了一种埋入式FBG传感测量技术，即利用低温黏接剂等特殊材料将FBG传感器封装至带材的一侧，且几乎不影响带材尺寸，待绕制成磁体结构后，FBG传感器自然地埋入至线圈层间，以测量结构内部的形变行为等。结合YBCO高温超导线圈固化材料及固化技术，研制了4种不同的埋入式FBG应变传感器，并对传感器进行了测试对比和精度分析，给出了相应的实验标定曲线，以探讨FBG传感器在制备过程中粘贴工艺、低温环境等对实验结果的影响。结果表明：在低温胶以及环氧树脂的正确封装和良好固化情况下，所研制的埋入式FBG传感器在室温和液氮温区下具有较高的测量精度，可应用于低温环境下双层超导带材结构内部的应变监测等；所研制的埋入与准分布式FBG传感器在低温...