一种大尺度复合材料应变空间高密度监测方法及系统技术方案

一种大尺度复合材料应变空间高密度监测方法及系统，该系统包括：光纤传感器、扫描激光器、测试干涉光路、信号采集模块、信号处理系统。其中，光纤传感器是被嵌入于复合材料内或贴于其表面的一根刻有空间紧凑型等波长光栅子阵复合阵列或刻有多波长光栅子阵复合阵列的光纤；扫描激光器是一个窄线宽波长线性扫描激光器；测试干涉光路的功能包括产生参考干涉信号和携带应变信息的干涉信号；信号采集模块功能包括解波分、光电转换、模拟信号采集、信号模数转换；信号处理系统功能包括扫描激光器控制、采集模块控制、光栅传感信号数字处理、应变信息分析。本发明专利技术能在大尺度复合材料上实现应变的高空间密度监测。

A high-density monitoring method and system for large-scale composite strain space

【技术实现步骤摘要】
一种大尺度复合材料应变空间高密度监测方法及系统
本专利技术涉及应变测试领域，尤其涉及一种大尺度复合材料应变空间高密度监测方法及系统。技术背景复合材料由于其优越的性能被广泛应用于航空航天、海洋、航空、交通、体育/休闲和土木工程领域中，特别在航天航空领域，为了提高飞行器的综合性能，满足更高性能的飞行要求，各种航空航天飞行器广泛采用大尺度、轻质的薄壁柔性复合材料。然而虽然复合材料带来的益处颇多，但由于其具有材质复杂、尺寸较大且轻薄等特点，在外界环境作用下容易产生结构振动、形变、疲劳等问题，给飞行器带来不小的安全隐患，因此需要在飞行器地面性能检测和飞行过程期间对复合材料进行实时的结构健康监测，及时对材料结构安全和性能缺陷进行检测、识别、定位和评估，从而实时有效的维护和安全操作。一般复合材料上若存在对材料结构构成安全和性能缺陷的损伤时，则损伤点周边的应力分布会发生相应的变化，因此可以通过检测复合材料上的应变分布变化来判断是否存在损伤。相比于热电偶、热敏电阻等，光纤光栅传感器因具有空间高密度复用、质量轻、绝缘、易埋设等特点更适用于大尺度复合材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大尺度复合材料应变空间高密度监测系统，包括：扫描激光器、测试干涉光路、信号采集模块、信号处理系统和光纤传感器，其特征在于，所述的光纤传感器是由一根刻有等波长光栅子阵复合阵列的光纤构成，该光纤长度大于100m，所述的等波长光栅子阵复合阵列是由N个光栅子阵串联而成，每个光栅子阵之间的间隔低于1mm，且每个光栅子阵的波长不相同，所述的光栅子阵由物理长度小于1cm，空间密度低于1mm，总数大于1000个波长相等的光栅组成。/n

【技术特征摘要】
1.一种大尺度复合材料应变空间高密度监测系统，包括：扫描激光器、测试干涉光路、信号采集模块、信号处理系统和光纤传感器，其特征在于，所述的光纤传感器是由一根刻有等波长光栅子阵复合阵列的光纤构成，该光纤长度大于100m，所述的等波长光栅子阵复合阵列是由N个光栅子阵串联而成，每个光栅子阵之间的间隔低于1mm，且每个光栅子阵的波长不相同，所述的光栅子阵由物理长度小于1cm，空间密度低于1mm，总数大于1000个波长相等的光栅组成。


2.一种大尺度复合材料应变空间高密度监测系统，包括：扫描激光器、测试干涉光路、信号采集模块、信号处理系统和光纤传感器，其特征在于，所述的光纤传感器是由一根刻有多波长光栅子阵复合阵列的光纤构成，该光纤长度大于100m，所述的多波长光栅子阵复合阵列是由n个复合光栅子阵串联而成，每个复合光栅子阵之间的间隔低于1mm，且每个复合光栅子阵的波长相同，所述的复合光栅子阵由物理长度小于1cm，空间密度低于1mm，总数大于1000个波长不同的光栅组成，光纤上光栅子阵总数大于10。


3.根据权利要求1或2所述的大尺度复合材料应变空间高密度监测系统，其特征在于，所述的扫描激光器是一个窄线宽波长线性扫描激光器，且波长范围覆盖所述的光纤传感器中的所有光栅的波长。


4.根据权利要求1或2所述的大尺度复合材料应变空间高密度监测系统，其特征在于，所述的测试干涉光路包括第一2*2光纤耦合...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶蕾，叶青，蔡海文，王照勇，卢斌，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，上海中科神光光电产业有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31