[发明专利]分布式光纤布拉格光栅导弹发射箱应变监测系统

说明书

本发明公开了一种种分布式光纤布拉格光栅导弹发射箱应变监测系统，包括宽带光源、传感光纤、波分复用器、波长解调装置、显示装置和多个光纤布拉格光栅应变测量装置，其中波分复用器具有三个FC接口，其中一个接口通过传感光纤与宽带光源连接，一个接口通过传感光纤与光线布拉格光栅应变测量装置连接，另一个接口通过传感光纤与波长解调装置的输入端连接，波长解调装置的输出端与显示装置连接，本发明可以实现多点同时测量，不受周围温度、风、振动及电磁干扰影响，并且在监测系统的安装和使用中不会对导弹发射箱结构本身的安全构成隐患。

技术领域

本发明涉及一种分布式光纤布拉格光栅导弹发射箱应变监测系统，属于导弹发射箱应变监测技术领域。

背景技术

导弹武器系统与其他传统武器相比，具有火力猛烈、射程远等优点，其导弹燃气射流对导弹发射装置具有较大的冲击作用，影响导弹发射装置的射击稳定性和考验各零部件的强度，这就需要布置相应传感器对发射箱箱内的应变参数等物理参数进行测试，如导弹发射箱前外盖（内盖）载荷应变、导弹支撑架载荷应变的测试等，其测试数据直接影响发射箱甚至是弹上设备的设计和优化。

传统应变的在线监测普遍采用电阻应变传感器来实现，此类传感器虽然经过耐温处理，但测试可靠性会大打折扣。同时，电阻应变传感器在1000℃～1200℃高温环境下其物理特性会发生跳变，尤其在高温、强振动、强电磁的环境下，其可靠性和长期稳定性及其有限。大量工程实践表明，在高温环境下，温度每升高18℃，电子产品的故障发生率就会增加一倍，稳定性降为原来的1/2，即使是军品级的电子产品在高温下工作时其可靠测试范围也低于400℃。而导弹发射过程中发射箱内传感测试系统主要依托耐高温传感器实现测试，其测试数据会因周围环境变化而使测试误差增大，传感器可靠性降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种分布式光纤布拉格光栅导弹发射箱应变监测系统，可以实现多点同时测量，不受周围温度、风、振动及电磁干扰影响，并且在监测系统的安装和使用中不会对导弹发射箱结构本身的安全构成隐患，以克服现有技术的不足。

本发明的技术方案是：一种光纤布拉格光栅应变测量装置，包括传感光纤，还包括透明晶体状的聚合物管和“工”字形钢质基片，其中，“工”字形钢质基片内具有固定槽，两端具有与固定槽连通的通孔，传感光纤穿过通孔固定在“工”字形钢质基片内，且位于“工”字形钢质基片固定槽内的传感光纤具有裸光纤光栅段，在裸光纤光栅段外套接长度长于裸光纤光栅段的聚合物管，在聚合物管与裸光纤光栅段之间填充有环氧树脂。

所述“工”字形钢质基片的四个角上设有安装孔。

所述传感光纤通过黏合剂密封固定在“工”字形钢质基片两端的通孔中。

所述裸光纤光栅段安装于聚合物管的轴心线上。

所述传感光纤为蓝宝石带包层光纤。

本发明还提供一种分布式光纤布拉格光栅导弹发射箱应变监测系统，包括宽带光源、传感光纤、波分复用器、波长解调装置、显示装置和光纤布拉格光栅应变测量装置，其中波分复用器具有三个FC接口，其中一个接口通过传感光纤与宽带光源连接，一个接口通过传感光纤与光线布拉格光栅应变测量装置连接，另一个接口通过传感光纤与波长解调装置的输入端连接，波长解调装置的输出端与显示装置连接。

所述光纤布拉格光栅应变测量装置为1个以上，多个光纤布拉格光栅应变测量装置之间采用串联结构，且各光纤布拉格光栅应变测量装置的光栅周期不同。

本发明的有益效果：本发明“工”字形钢质基片在测试时，根据待测结构应变位置安装在相应部位。当待测结构产生应变时，应变会通过“工”字形钢质基片传递给固定于其内的光纤布拉格光栅，使得光栅栅格周期和纤芯的有效折射率发生变化，进而使光栅反射中心波长发生偏移。从反射中心波长偏移量可以计算出待测应变。