臺灣博碩士論文加值系統

一般的LPFG或FBG的感測器會同時受到應變及溫度的影響，無法分辨那個是溫度那個是應變造成的影響，而取樣式光纖光柵則可以解決上述的問題，它可以分離溫度與應變的變化，但受到它必須要以穿透式的接法來量測及不能埋入複合材料內部的影響，造成應用上有許多不便與受到諸多限制。本文利用在光纖光柵其中一端的端面上鍍一層鋁來反射頻譜，使得取樣式光纖光柵能以反射式的接法來量測；並在光柵的部分再披覆一層矽膠來保護光柵，使其在埋入複合材料後能作用，如此一來，取樣式光纖光柵將能更廣泛應用於量測各種應變與溫度之變化。

第一章 導論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機 1
1.3 論文架構 1
第二章 文獻回顧 3
2.1光纖光柵的原理與製作 3
2.1.1短週期式光纖光柵(short period fiber grating) 3
2.1.2長週期式光纖光柵(long period fiber grating) 3
2.1.3取樣式光纖光柵(Sampling fiber grating) 3
2.1.4波長漂移與應變關係理論 4
2.1.5波長漂移與溫度關係理論 4
2.1.6膠固效應影響理論 4
2.2光纖光柵用於同時量測溫度與應變之方法 4
2.2.1參考值光纖光柵法(reference FBG method)[5] 4
2.2.2雙波長光纖光柵疊加法(dual-wavelength superimposed FBGs method)[6] 5
2.2.3光纖光柵與LPFG混合法(combined FBG/LPFG method)[7] 5
2.2.4光纖光柵與EFPI混合法(combined FBG/extrinsic Fabry-Perot sensor method)[8] 5
2.2.5雙直徑光纖光柵法(dual-diameter FBGs method)[9] 5
2.2.6光纖光柵結合EDFA法(combined FBG/EDFA method)[10] 7
2.2.7光纖光柵結合偏振過濾器法(superimposed FBG/PRF method)[11] 7
2.2.8 單一布拉格光柵法(Using a single fiber Bragg grating method)[12] 7
2.2.9取樣光柵法(Sampling grating method) 8
第三章 實驗方法與步驟 13
3.1實驗方法 13
3.1.1 光纖末端反射端面的製作 13
3.1.2 使長週期光纖光柵能在埋入複材內部後發揮功效的方法 13
3.1.2.1雙纖衣(double cladding)光纖拍攝法 13
3.1.2.2在長週期光纖光柵部分recoating 13
3.1.3 複合材料的製作 14
3.1.4 304不鏽鋼拉伸試片的製作 15
3.1.5 應變規的黏貼方式[19] 15
3.1.5.1本身溫度補償型的應變規(SELCOM GAGE) 15
3.1.5.2 Temperature Compensation法 16
3.1.6訊號擷取系統[20] 16
3.1.6.1 GPIB(General Purpose Interface Bus)通訊協定 16
3.1.6.2 SCXI-1000 17
3.1.6.3 SCXI-1314 17
3.1.6.4 SCXI-1520 17
3.1.6.5 NI-DAQ Device(PCI-6024E) 17
3.1.6.6 資料擷取控制程式(LabVIEW 6.1) 17
3.2實驗步驟 17
3.2.1 只施加應變變化 17
3.2.2 只施加溫度變化 17
3.2.3 同時施加應變與溫度變化 18
3.2.3.1 反射式取樣光纖光柵外貼於304不鏽鋼試片 18
3.2.3.2 反射式取樣光纖光柵內埋於複合材料 18
第四章 實驗結果與討論 27
4.1反射式取樣光纖光柵感測器只受到應變變化(量測應變敏感係數) 27
4.2反射式取樣光纖光柵感測器只受到溫度變化(量測溫度敏感係數) 27
4.3同時施加應變與溫度變化 28
4.3.1反射式取樣光纖光柵外貼於304不鏽鋼試片 28
4.3.2反射式取樣光纖光柵內埋於複合材料 29
4.3.3誤差來源分析 30
4.3.3.1 光學頻譜分析儀(Optical Spectrum Analyzer；OSA) 30
4.3.3.2 液壓式萬能材料試驗機(MTS 810) 30
4.3.3.3 高溫爐 31
4.3.3.4 小結 31
第五章 結論與未來展望 45
5.1結論 45
5.2未來展望 45
參考文獻 46

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