叶片应变监测系统的设计与研究：光纤光栅技术的应用探索

一、测试目的

风电叶片在制造、运输和运行中可能产生损伤，如裂纹、分层等，影响结构安全。本文通过光纤光栅（FBG）传感器对叶片进行应变监测，旨在验证叶片在型式试验中的结构健康状况，评估其应变响应，确保叶片在静态和动态加载下的可靠性。

二、光纤布设

智能布设模块导出的传感器布设方案如示意图所示，叶片的PS面后缘贴附3个FBG，PS面前缘贴附1个FBG，SS面后缘贴附2个FBG，SS面前缘贴附4个FBG。主要监测位置涉及叶片外表面PS后缘5米至22米、叶片外表面PS前缘22米、叶片外表面SS前缘5米至22米、叶片外表面SS后缘5米至17米。

三、加载方式：

静态加卸载试验：通过液压系统对叶片施加拉力，记录加载和卸载过程中的应变数据。

分别在PS面和SS面区域挑选FBG传感器的应变值和应变片进行比较，下图分别在PS面和SS面选取的点，观察到加卸载过程中FBG传感器的应变值和应变片的值偏差较小，进而证明FBG传感器应变值的可靠性。

四、数据分析

风电叶片型式试验动态挥舞过程中，选取了PS面和SS面部分光栅传感器和应变片数据进行对比，如图所示，软件系统采集器数据与应变片数据基本保持一致，偏差较小。

五、总结

与传统的应变片方案相比，FBG传感器具有抗电磁干扰、布线简单、耐久性好等优点。成功解决了叶片测试中通道多、接线复杂、传感器易损坏等工程痛点，对风电叶片型式试验的应变监测十分便携有效，具备很高的工程应用与推广价值。

图片与文章来源：《光纤光栅叶片试验应变测试系统设计与研究》

武汉瑞利光测：

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