[发明专利]一种基于光纤传感器的桨叶压力监测系统及桨叶

说明书

本发明公开了一种基于光纤传感器的桨叶压力监测系统，其包括：处理器、无线收发装置以及用于布置桨叶上的光纤传感阵列和光源模块；所述光源模块与所述光纤传感阵列通过光纤连接，所述光源模块将光线通过光纤传输至光纤传感阵列，并将根据光纤传感阵列反射光线形成的电信号通过无线收发装置发送至处理器，所述处理器根据所述电信号确定桨叶压力。本发明通过采用光纤传感阵列，并通过检测光纤传感阵列的波长位移来实时监控桨叶压力分布信息，一方面解决传统测量方法无法解决而需要另外增加水下相机的问题，降低了监测系统的成本；另一方面监测系统的监测精度不受光源强度影响，并且更加容易复用，提高了监测系统的实用性。

技术领域

本发明涉及光纤传感技术领域，特别涉及一种基于光纤传感器的桨叶压力监测系统及桨叶。

背景技术

皮划艇、赛艇、龙舟等都是深受欢迎的水上运动，不管是专业运动员还是业余选手都希望划的更快，获得更好的成绩。而在上述水上运动中桨叶的推力和阻力是最重要的因素，从而为了改善划桨的成效，实时检测和测量桨叶的受力是非常重要的。

目前常用的检测和测量桨叶受力的方法主要有两种：第一种方法为测量船的加速度从而绘制推力的变化曲线图，这种方法虽然有用，但由于船的速度和加速度受到天气条件的影响，测量结果误差较大不能完全反映推力的变化；第二种方法为通过安装在桨叶上或者镶入桨叶内的应力计或者加速度计来测量推力，这种方法虽然可以检测桨叶的受力，但是由于价格高、桨叶长度受到限制，无法获得大范围的使用。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种基于光纤传感器的桨叶压力监测系统及桨叶。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种基于光纤传感器的桨叶压力监测系统，其包括：处理器、无线收发装置以及用于布置桨叶上的光纤传感阵列和光源模块；所述光源模块与所述光纤传感阵列通过光纤连接，所述光源模块将光线通过光纤传输至光纤传感阵列，并将根据光纤传感阵列反射光线形成的电信号通过无线收发装置发送至处理器，所述处理器根据所述电信号确定桨叶压力。

所述基于光纤传感器的桨叶压力监测系统，其中，所述光纤传感阵列包括至少一个光纤传感器组件，所述至少一个光纤传感器组件按照预设规则布置于所述桨叶上。

所述基于光纤传感器的桨叶压力监测系统，其中，所述光纤传感器组件包括至少一个光纤传感器以及光纤压力垫，所述光纤压力垫包裹所述至少一个光纤传感器。

所述基于光纤传感器的桨叶压力监测系统，其中，所述光纤压力垫采用聚二甲基硅氧烷膜高分子聚合物膜，所述聚二甲基硅氧烷膜高分子聚合物膜由184-A硅酮树脂和184-B硅酮树脂构成。

所述基于光纤传感器的桨叶压力监测系统，其中，所述光纤传感器为光纤布拉格光栅传感器。

所述基于光纤传感器的桨叶压力监测系统，其中，所述光源模块包括光源、耦合器以及光检测单元，所述光源和所述光检测单元均与所述耦合器相连接，所述光源发射的光线通过所述耦合器传输至光纤传感阵列，光纤传感阵列的反射光线通过耦合器传输至光检测单元，所述光检测单元根据所述反射光线形成电信号。

所述基于光纤传感器的桨叶压力监测系统，其中，所述光检测单元包括光开关以及与所述光开关相连接的至少一个检测光路，所述光开关检测光路与所述感应阵列相对应，以检测感应阵列的反射光线形成的光信号。

所述基于光纤传感器的桨叶压力监测系统，其中，所述光源为超宽带光源，所述超宽带光源的波长范围为1200nm-1700nm。

所述基于光纤传感器的桨叶压力监测系统，其中，所述无线收发装置包括无线发射器和无线接收器，所述无线发射器与光源模块相连接，用于布置于桨叶上；所述无线接收器与所述处理器相连接。