[发明专利]一种基于光纤传感器测量阻尼材料耗能的装置及方法

权利要求书

1.一种光纤传感器测量阻尼材料耗能的装置，其特征是包括测量部分、远程控制电脑和辅助装置部分，所述测量部分中的光纤解调仪（7）通过传输光纤与远程控制电脑连接；所述辅助装置部分由辅助金属夹具（1）和振动驱动仪（6）组成，辅助金属夹具（1）的夹头夹持住阻尼材料（3）的一端，振动驱动仪（6）装在阻尼材料粘贴铁片（4）的另一端，驱动悬臂梁振动。

2.如权利要求1所述的光纤传感器测量阻尼材料耗能的装置，其特征是所述测量部分由光纤传感器（2）、阻尼材料（3）、铁片（4）和光纤解调仪（7）组成，其中光纤传感器（2）置于阻尼材料（3）的内部，铁片（4）粘贴于阻尼材料的一端；光纤解调仪（7）通过传输光纤与光纤传感器（2）相连。

3.如权利要求1所述的光纤传感器测量阻尼材料耗能的装置，其特征是所述阻尼材料（3）为聚合物阻尼材料、陶瓷类耐高温阻尼材料、高阻尼合金材料、智能型阻尼材料中的一种，其形状是悬臂梁。

4.如权利要求3所述的光纤传感器测量阻尼材料耗能的装置，其特征是在悬臂梁的一端粘贴一个铁片（4），作为振动驱动部位；在悬臂梁阻尼材料的内部埋入光纤传感器（2）。

5.如权利要求4所述的光纤传感器测量阻尼材料耗能的装置，其特征是所述的光纤传感器（2）是分布式光纤温度传感器、光纤光栅温度传感器、光纤荧光温度传感器、干涉型光纤温度传感器中的一种，该传感器由铜、不锈钢或镍封装。

6.如权利要求1所述的光纤传感器测量阻尼材料耗能的装置，其特征是所述测量部分由光纤传感器（2）、阻尼材料（3）、铁片（4）、耦合器（9）和LED光源（10）组成，其中光纤传感器（2）置于阻尼材料（3）的一端，铁片（4）粘贴于阻尼材料的另一端；耦合器（9）的一端连接光纤传感器（2），另一端通过传输光纤分别连接LED光源（10）和光纤光谱仪（11）。

7.一种光纤传感器测量阻尼材料耗能的方法，其特征是利用权利要求1至5中任一权利要求所述装置实现测量阻尼材料耗能的，该方法步骤包括：

第一步，按照设计搭载测量装置，打开光纤解调仪和远程控制电脑，在电脑上设置采样频率为500Hz，即为每1秒钟采集2个数据，在振动驱动仪还未工作时采集数据，得到静态时光纤光栅温度传感器的波长值，作为空白对照组；

第二步，打开振动驱动仪，调节振动驱动仪的功率大小使阻尼材料振动，并保持其振动幅度为最大，此时振动产生的热量值最大，便于光纤传感器的测量；

第三步，阻尼材料在持续振动下，每隔半小时保存一组测量数据，得到在振动下光纤传感器的波长值，可保存4-6组数据；

第四步，根据在静态和振动下测量得到的波长的数值，计算出波长的差值ΔA，由光纤光栅温度传感器的温度标定曲线斜率K换算得到温差值ΔT；

第五步，根据公式：Q=C*M*ΔT即可计算出产生的热量值Q，Q为热量值，C为阻尼材料的比热容，M为阻尼材料的质量，ΔT为测量计算出的温差值。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征是所述温差值ΔT由公式ΔT=ΔA/K计算出来，式中：ΔA为波长的差值，K为光纤光栅温度传感器的温度标定曲线斜率。