一种基于光纤传感器的桨叶压力监测系统及桨叶技术方案

本实用新型专利技术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。本实用新型专利技术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。

A blade pressure monitoring system and blade based on optical fiber sensor

【技术实现步骤摘要】
一种基于光纤传感器的桨叶压力监测系统及桨叶
本技术涉及光纤传感
，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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本技术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，本技术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。一种桨叶，所述桨叶装配有如上任一所述的基于光纤传感器的桨叶压力监测系统。有益效果：与现有技术相比，本技术提供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。本技术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。附图说明图1为本技术提供的基于光纤传感器的桨叶压力监测系统的原理示意图。图2为本技术提供的基于光纤传感器的桨叶压力监测系统的结构示意图。图3为本技术提供的基于光纤传感器的桨叶压力监测系统的原理图。图4为本技术提供的基于光纤传感器的桨叶压力监测系统的局部示意图。图5为本技术提供的基于光纤传感器的桨叶压力监测系统的中光线传感器分布的示意图。具体实施方式本技术提供一种基于光纤传感器的桨叶压力监测系统及桨叶，为使本技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或者间接连接至该另一个部件上。还需说明的是，本技术实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本技术的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此，附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。下面结合附图，通过对实施例的描述，对
技术实现思路
作进一步说明。本实施例提供了一种基于光纤传感器41的桨叶压力监测系统，如图1和2所示，所述检测系统包括：处理器100、无线收发装置200、光纤传感阵列400以及光源模块300。所述光纤传感阵列400和所述光源模块300用于装载于桨叶上，所述光纤传感阵列400通过光纤10与所述光源模块300相连，所述光源模块300通过所述无线收发装置200与所述处理器100相连接。所述光源模块300产生光线并将所述光线通过光纤10传输至光纤传感阵列400，所述光纤传感阵列400反射预定波长的光线，光源模块300接收光纤传感阵列400反射的反射光线，并将接收到的反射光线形成的光信号转换电信号，再将所述电信号通过无线收发装置200发送处理器100，以实现对所述桨叶压力的实时监测。同时，由于光纤10具有防水、防腐蚀、防电磁干扰等特性，从而光纤10构成的光纤传感阵列400同样具备防水、防腐蚀、防电磁干扰的特性，从而避免了防水措施和水深度对桨叶压力监测系统精度的影响。进一步，在本实施例的一个实现方式中，如图4所示，所述光纤传感阵列400包括至少一组光纤传感组件401，所述至少一组光纤传感组件组按照预设规则布置于所述桨叶上。各组光纤传感组件组包括至少一个光纤传感组件401本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于光纤传感器的桨叶压力监测系统，其特征在于，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。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于光纤传感器的桨叶压力监测系统，其特征在于，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。


2.根据权利要求1所述基于光纤传感器的桨叶压力监测系统，其特征在于，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。


3.根据权利要求2所述基于光纤传感器的桨叶压力监测系统，其特征在于，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。


4.根据权利要求3所述基于光纤传感器的桨叶压力监测系统，其特征在于，所述光纤压力垫采用聚二甲基硅氧烷膜高分子聚合物膜。


5.根据权利要求3所述基于光纤传感器的桨叶压力监测系统，其特征在于，所述光纤传感器为光纤布拉格光栅传感器。


6.根据权利要求1所述基于光纤传感器的桨叶压...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈志超，何铁锋，万刘伟，马正宜，向子瑒，周祝鑫，
申请(专利权)人：深圳技术大学，
类型：新型
国别省市：广东;44