这篇文章是《玻璃幕墙外置式光纤光栅索力传感器的设计与应用》，主要介绍了为精确测量幕墙索力而设计的一种具有增敏效果的外置光纤光栅（FBG）索力传感器，并通过系统试验验证了其性能和应用效果。以下是文件的核心内容总结：

1. 研究背景与目的：

• 现代建筑工程中幕墙形式多样化，预应力拉索作为关键构件，对结构安全施工和长期稳定运行至关重要。

• 传统幕墙索力测量方法存在局限性，如磁通量法易受电磁干扰，法弓式测力计法缺乏成熟的轴向刚度直接测量技术，油压表法无法实现长期实时监测。

• 光纤布喇格光栅（FBG）传感器因其高精度、小体积、高灵敏度及抗电磁干扰等优势，适用于幕墙索力的实时监测。

2. 传感器设计原理：

• 通过推导FBG应变与索力的关系，对传感器进行增敏设计，提高测量精度。

• 采用参考光栅法消除应变-温度交叉敏感问题。

• 通过改变光纤夹持杆件跨度与支座中点间距的比值，增大传感器的应变灵敏度。

3. 传感器结构与研制：

• 传感器结构采用光纤两端锚固、光栅悬空的封装形式，由光纤固定杆、变形机构（弹簧、防护外壳和紧定螺钉）组成。

• 弹簧呈压缩状态，对光纤施加预拉力，消除初始误差。传感器安装至幕墙拉索后，变形结构恢复可变形状态，实现与幕墙拉索变形协同。

4. 试验研究：

• 应变标定试验：验证传感器的静态性能，结果表明传感器应变灵敏度为1.9 pm/με，较裸光纤光栅提高58%，线性度为1.08%、重复性为1.40%、迟滞性为1.10%。

• 温度标定试验：消除应变-温度交叉敏感，得出FBG1和FBG2的温度灵敏度分别为25.3 pm/℃和24.5 pm/℃，温度测量误差分别为0.45℃和0.49℃，满足温度补偿要求。

• 索力标定试验：建立索力与波长变化量的标定关系，拟合曲线的决定系数R²均大于0.999。

5. 工程应用：

• 在桂林漓江歌剧院幕墙工程中应用，传感器安装在曲面最低点的张拉端。

• 实测索力值与油压千斤顶荷载对比显示，最大相对误差为3.41%，在设计预应力为110 kN的测量节点处误差仅为2.33%，满足工程需求。

6. 结论与展望：

• 设计的外置式FBG索力传感器在幕墙工程索力检测中表现出卓越的性能，为幕墙施工阶段的索力监测提供了高精度、非破坏性的可靠手段。

• 传感器结构易于安装，仅需微小固定力，操作简便且不损伤索体或改变其受力状态，具有广阔的应用前景。