[发明专利]基于光纤传感技术的飞机结构载荷监测系统

权利要求书

1.一种基于光纤传感技术的飞机起落架结构载荷在线监测系统，其特征在于，包括：

多个光纤光栅加速度传感器，布置在起落架减震支柱上设置的C字型支架上；记录每个测点安置的加速度传感器空载状态下初始波长λ₁，实时监测加速度传感器的实时波长λ₂；

多个光纤光栅应变传感器，布置在起落架的斜撑杆部位；光纤光栅应变传感器空载状态下的初始波长λ₃，实时监测光纤光栅应变传感器实时波长λ₄；

光纤光栅解调仪，与多个光纤光栅应变传感器、多个光纤光栅加速度传感器通过光纤连接，用于获取传感数据并进行解调；计算实时加速度大小为λ₂-λ₁/K，K为光纤光栅加速度传感器的灵敏度系数，计算实时应变大小为λ₄-λ₃/K'，其中K’为光纤光栅应变传感器的灵敏度系数

数据处理模块，与所述光纤光栅解调仪连接，用于存储和管理光纤光栅解调仪输出的解调后的传感器数据；

在线监测模块，用于根据解调后的传感器数据计算飞机载荷，并和飞行参数建立相关性联系，获得不同飞行参数下起落架的载荷谱，并结合材料疲劳性能σ-N曲线，估算飞机起落架的剩余寿命。

2.根据权利要求1所述的基于光纤传感技术的飞机起落架结构载荷在线监测系统，其特征在于，光纤应变传感器为二维光纤光栅应变传感器，该二维光纤光栅应变传感器包括呈垂直方向两个应变臂。

3.根据权利要求1所述的基于光纤传感技术的飞机起落架结构载荷在线监测系统，其特征在于，光纤加速度传感器为三维光纤光栅加速度传感器，三维加速度传感器包括三个集成一体的一维加速度传感器，三个一维加速度传感器同时获取飞机起落架部位航向、侧向、垂向三个方向的振动信号。

4.根据权利要求1所述的基于光纤传感技术的飞机起落架结构载荷在线监测系统，其特征在于，C字型支架通过环氧树脂胶固定在起落架减震支柱上。

5.根据权利要求4所述的基于光纤传感技术的飞机起落架结构载荷在线监测系统，其特征在于，光纤光栅加速度传感器通过螺栓或者环氧树脂胶固定在C字型支架上。

6.根据权利要求1所述的基于光纤传感技术的飞机起落架结构载荷在线监测系统，其特征在于，光纤光栅应变传感器通过环氧树脂胶水粘贴在起落架的斜撑杆上，且按照测量方向准确固定安装在飞机起落架斜撑杆部位的表面。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的基于光纤传感技术的飞机起落架结构载荷在线监测系统，其特征在于，多个光纤光栅应变传感器、多个光纤光栅加速度传感器呈阵列对称排布。

8.根据权利要求7所述的基于光纤传感技术的飞机起落架结构载荷在线监测系统，其特征在于，多个光纤光栅应变传感器、多个光纤光栅加速度传感器的尾纤均通过一接线盒接出。

9.根据权利要求3所述的基于光纤传感技术的飞机起落架结构载荷在线监测系统，其特征在于，其中第一、第二一维光栅加速度传感器均包括基座、两个质量块和光纤光栅，两个质量块之间通过柔性铰链连接，两个质量块上均刻有凹槽，光纤光栅固定在凹槽内，第一、第二一维光栅加速度传感器的光纤光栅在同一平面内呈垂直放置；第三一维光栅加速度传感器包括两个支撑座和光纤光栅，两个支撑座上均设有凹槽，光纤光栅固定在凹槽内；第三一维光栅加速度传感器的光纤光栅与第一、第二一维光栅加速度传感器的光纤光栅在同一平面内，并形成一定的夹角。

10.根据权利要求9所述的基于光纤传感技术的飞机起落架结构载荷在线监测系统，其特征在于，三个一维光栅加速度传感器的光纤光栅串联在同一根光纤上。