一种传感应变测量系统

1.本实用新型涉及应力检测技术领域，尤其涉及一种传感应变测量系统。


背景技术：

2.航空航天技术对于国家的国防安全以及经济发展均有重要的战略意义。为保证航天器能够安全稳定的工作，各类传感器的协同工作十分重要。对于诸如航空发动机和高超音速飞行器等航天器，工作环境十分复杂，温度在1300℃以上，且工作环境具有腐蚀性强、电磁环境复杂等特点。要获得如此严苛的工况条件下，相关对象的应力、应变等信息，对传感器有十分高的要求，大多数传感器难以胜任相关工作。蓝宝石光纤的熔点为2053℃，且具有高耐热性、高抗腐蚀性及抗电磁干扰等特点，利用其制成的蓝宝石光纤fp传感器能够在复杂环境下工作，且具有灵敏度高、方便在线监测等优点，是解决上述传感问题的理想选择。
3.专利cn2775629公布了一种光纤光栅传感应力测试装置，由于光纤光栅传感器检测量是波长信息，属于数字量，因此传感信息不受光源起伏、光纤弯曲损耗、接头连接损耗和探测器老化等因素影响，使得测试数据长期真实可靠。
4.然而，现有的传感应变测量系统的信号不易得到，且对比度低，为此，本实用新型提出一种传感应变测量系统。


技术实现要素：

5.针对现有技术的状况，本实用新型提供了一种传感应变测量系统，能够有效解决现有技术中传感应变测量系统的信号不易得到，且对比度低的问题。
6.本实用新型通过下述技术方案实现：
7.本实用新型提供了一种传感应变测量系统，包括依次连接的光纤传感解调仪、光纤耦合器、光纤法兰盘和蓝宝石光纤传感器，所述光纤耦合器包括依次连接的单模光纤、光纤线和光纤准直器，所述单模光纤与所述光纤传感解调仪相连，所述光纤准直器经由所述光纤法兰盘与所述蓝宝石光纤传感器相连。
8.进一步的，所述蓝宝石光纤传感器包括蓝宝石入射光纤、陶瓷管和蓝宝石反射光纤，所述蓝宝石入射光纤的一端与所述光纤准直器相连、另一端封装于所述陶瓷管中，所述蓝宝石反射光纤的一端封装于所述陶瓷管中，所述陶瓷管内部形成有fp腔。
9.进一步的，所述蓝宝石反射光纤与所述陶瓷管之间通过耐高温胶黏剂粘接。
10.进一步的，所述陶瓷管与待测件通过耐高温胶黏剂粘接。
11.进一步的，所述蓝宝石入射光纤与待测件通过耐高温胶黏剂粘接。
12.进一步的，所述光纤准直器由多模光纤制作而成，所述多模光纤长度为其自聚焦周期的n/4倍，n为正整数。
13.进一步的，所述单模光纤外侧套设有耐高温护纤管。
14.进一步的，所述光纤耦合器还包括第一接口，所述第一接口套设于所述单模光纤
靠近所述光纤传感解调仪的一端外侧。
15.进一步的，所述光纤耦合器还包括第二接口，所述第二接口套设于所述光纤准直器的外侧。
16.进一步的，所述第一接口和第二接口均为陶瓷插芯。
17.本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
18.本实用新型通过设置所述单模光纤和光纤准直器等零部件，先将所述蓝宝石光纤传感器设于待测件上，之后所述光纤传感解调仪中光源射出的光从所述单模光纤传输至所述光纤准直器处，之后所述光纤准直器将其整形为平行光，之后平行光进入到所述蓝宝石光纤传感器中，之后所述蓝宝石光纤传感器将反射信号传输并耦合到所述光纤准直器中，再经过所述光纤准直器的整形后耦合到所述单模光纤中，之后随所述单模光纤进入所述光纤传感解调仪中进行解调计算，减少了传感应变测量系统中的导模数量，便于信号的获取，且提高了传感应变测量系统的对比度，进而提高了传感应变测量系统量程及测量精度。
附图说明
19.图1为本实用新型提供的传感应变测量系统一实施例的平面结构示意图；
20.图2为本实用新型提供的传感应变测量系统一实施例的剖面结构示意图；
21.图3为图2中a部分的局部放大结构示意图；
22.图4为图2中b部分的局部放大结构示意图；
23.图5为图2中d部分的局部放大结构示意图；
24.图6为本实用新型提供的传感应变测量系统部分结构在粘接于待测件状态下一实施例的平面结构示意图。
25.附图标记：1、光纤传感解调仪；2、光纤耦合器；21、单模光纤；211、耐高温护纤管；22、光纤准直器；23、第一接口；24、第二接口；3、光纤法兰盘；4、蓝宝石光纤传感器；41、蓝宝石入射光纤；42、陶瓷管；421、fp腔；43、蓝宝石反射光纤；44、耐高温胶黏剂；5、待测件。
具体实施方式
26.下面结合附图来具体描述本实用新型优选实施例，附图构成本技术一部分，并与本实用新型实施例一起用于阐释本实用新型，并非用于限定本实用新型。
27.如图1至6所示，一种传感应变测量系统，包括依次连接的光纤传感解调仪1、光纤耦合器2、光纤法兰盘3和蓝宝石光纤传感器4，所述光纤耦合器2包括依次连接的单模光纤21和光纤准直器22，所述单模光纤21与所述光纤传感解调仪1相连，所述光纤准直器22经由所述光纤法兰盘3与所述蓝宝石光纤传感器4相连。
28.本实用新型提供的传感应变测量系统在使用过程中，先将所述蓝宝石光纤传感器4设于待测件5上，之后所述光纤传感解调仪1中光源射出的光从所述单模光纤21传输至所述光纤准直器22处，之后所述光纤准直器22将其整形为平行光，之后平行光进入到所述蓝宝石光纤传感器4中，之后所述蓝宝石光纤传感器4将反射信号传输并耦合到所述光纤准直器22中，再经过所述光纤准直器22的整形后耦合到所述单模光纤21中，之后随所述单模光纤21进入所述光纤传感解调仪1中进行解调计算；本实用新型通过设置所述单模光纤21和光纤准直器22等零部件，减少了传感应变测量系统中的导模数量，便于信号的获取，且提高
了传感应变测量系统的对比度，进而提高了传感应变测量系统量程及测量精度。
29.其中，对于光纤传感来说，如果1000℃以上，只能用蓝宝石光纤制作传感器，如需应变测量，只能使用efpi式的传感器，而蓝宝石efpi式存在对比度低，难以获得良好信号的缺点。因此，所述蓝宝石光纤传感器4优选为蓝宝石光纤fp传感器。
30.为了便于获取传感应变测量系统的信号及提高对比度低，所述蓝宝石光纤传感器4包括蓝宝石入射光纤41、陶瓷管42和蓝宝石反射光纤43，所述蓝宝石入射光纤41的一端与所述光纤准直器22相连、另一端封装于所述陶瓷管42中，所述蓝宝石反射光纤43的一端封装于所述陶瓷管42中，所述陶瓷管42内部形成有fp腔421。所述蓝宝石反射光纤43与所述陶瓷管42之间通过耐高温胶黏剂44粘接。所述陶瓷管42与待测件5通过耐高温胶黏剂44粘接。所述蓝宝石入射光纤41与待测件5通过耐高温胶黏剂44粘接。实际应用中，先将所述陶瓷管42和蓝宝石入射光纤41分别与待测件5通过耐高温胶黏剂44粘接，之后所述光纤传感解调仪1中光源射出的光从所述单模光纤21传输至所述光纤准直器22处，之后所述光纤准直器22将其整形为平行光，之后平行光进入到所述蓝宝石光纤传感器4的fp腔421中，之后所述蓝宝石光纤传感器4将反射信号传输并耦合到所述光纤准直器22中，再经过所述光纤准直器22的整形后耦合到所述单模光纤21中，之后随所述单模光纤21进入所述光纤传感解调仪1中进行解调计算；本实用新型通过设置所述单模光纤21、光纤准直器22和fp腔421等零部件或结构，减少了传感应变测量系统中的导模数量，便于信号的获取，且提高了传感应变测量系统的对比度，进而提高了传感应变测量系统量程及测量精度。
31.为了便于获取传感应变测量系统的信号及提高对比度低，所述光纤准直器22由多模光纤制作而成，所述多模光纤长度为其自聚焦周期的n/4倍，n为正整数。
32.为了便于传感应变测量系统的实际应用，所述单模光纤21外侧套设有耐高温护纤管211。设置所述耐高温护纤管211可有效保护所述单模光纤21。
33.为了便于传感应变测量系统的实际应用，所述光纤耦合器2还包括第一接口23，所述第一接口23套设于所述单模光纤21靠近所述光纤传感解调仪1的一端外侧。所述光纤耦合器2还包括第二接口24，所述第二接口24套设于所述光纤准直器22的外侧。所述第一接口23和第二接口24均为陶瓷插芯。设置所述第一接口23和第二接口24便于上述零部件之间的装拆，省时省力。
34.与现有技术相比，本实用新型所提供的传感应变测量系统有以下有益效果：
35.本实用新型通过设置所述单模光纤21和光纤准直器22等零部件，先将所述蓝宝石光纤传感器4设于待测件5上，之后所述光纤传感解调仪1中光源射出的光从所述单模光纤21传输至所述光纤准直器22处，之后所述光纤准直器22将其整形为平行光，之后平行光进入到所述蓝宝石光纤传感器4中，之后所述蓝宝石光纤传感器4将反射信号传输并耦合到所述光纤准直器22中，再经过所述光纤准直器22的整形后耦合到所述单模光纤21中，之后随所述单模光纤21进入所述光纤传感解调仪1中进行解调计算，减少了传感应变测量系统中的导模数量，便于信号的获取，且提高了传感应变测量系统的对比度，进而提高了传感应变测量系统量程及测量精度。
36.以上所述，仅是本实用新型较佳实施例，并非对本实用新型任何形式上的限制，凡是依据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型保护范围之内。