光学感测系统技术方案

公开了一种光学感测系统，其包括光学纤维、光源、第一询问器以及第二询问器。光学纤维包括一个或更多个光学传感器。光源置于光学纤维的第一端处并且被配置成将光导向一个或更多个光学传感器。第一询问器置于光学纤维的第一端处。第二询问器置于光学纤维的相反的第二端处。第一询问器被配置成接收来自一个或更多个光学传感器的反射光，并且第二询问器被配置成接收来自一个或更多个光学传感器的透射光。成接收来自一个或更多个光学传感器的透射光。成接收来自一个或更多个光学传感器的透射光。

【技术实现步骤摘要】
光学感测系统


[0001]本专利技术涉及用于感测应变或温度的光学感测系统，并且涉及包括该光学感测系统的交通工具，例如飞行器。

技术介绍

[0002]飞行器可以包括用于感测应变以确定安全关键应用的负载和扭矩的光纤布拉格传感器。

技术实现思路

[0003]本专利技术的第一方面提供了一种光学感测系统，该光学感测系统包括：光学纤维，其包括一个或更多个光学传感器；光源，其置于光学纤维的第一端处，其中，光源被配置成将光导向一个或更多个光学传感器；第一询问器，其置于光学纤维的第一端处；以及第二询问器，其置于光学纤维的相反的第二端处，其中，第一询问器被配置成接收来自一个或更多个光学传感器的反射光，并且第二询问器被配置成接收来自一个或更多个光学传感器的透射光。
[0004]可选地，一个或更多个光学传感器被配置成感测沿光学纤维的应变或温度的变化。
[0005]可选地，第一询问器和第二询问器被配置成对从一个或更多个光学传感器接收的光进行分析，以确定沿光学纤维的应变或温度的变化。
[0006]可选地，光学感测系统包括比较单元，该比较单元被配置成将由第一询问器和第二询问器确定的应变或温度进行比较。
[0007]可选地，光学感测系统包括置于光学纤维的第二端处的另一光源，该另一光源被配置成在光源发生故障的情况下将光导向一个或更多个光学传感器。
[0008]可选地，一个或更多个光学传感器是光纤布拉格光栅传感器。
[0009]可选地，光学纤维包括被配置成在两个不同的频率范围处进行操作的至少两个光学传感器。
[0010]可选地，第一询问器和第二询问器是相同的询问器，每个询问器被配置成以不同的操作模式进行操作。
[0011]可选地，光学纤维嵌入至或附接至飞行器的安全关键系统。
[0012]本专利技术的第二方面提供了一种用于感测应变或温度的方法，该方法包括：将光导向一个或更多个光学传感器，一个或更多个光学传感器被包括在光学纤维中；在第一询问器处接收来自一个或更多个光学传感器的透射光，第一询问器置于光学纤维的一端处；以及在第二询问器处接收来自一个或更多个光学传感器的反射光，第二询问器置于光学纤维的另一端处。
[0013]可选地，一个或更多个光学传感器被配置成对沿光学纤维的应变或温度的变化进行感测。
[0014]可选地，该方法包括由第一询问器和第二询问器中的每一个对从一个或更多个光学传感器接收的光进行分析，并且确定沿光学纤维的应变或温度的变化。
[0015]可选地，该方法包括将由第一询问器和第二询问器中的每一个确定的应变或温度进行比较。
[0016]可选地，该方法包括：在光学纤维的一端处设置光源并且在光学纤维的相反端处设置另一光源，使用光源将光导向一个或更多个光学传感器，并且在光源发生故障的情况下使用另一光源将光导向一个或更多个光学传感器。
[0017]可选地，该方法包括：在光学纤维的一端处设置光源并且在光学纤维的相反端处设置另一光源，使用光源将光导向一个或更多个光学传感器，并且使用光源或另一光源将光导向一个或更多个光学传感器。
[0018]可选地，一个或更多个光学传感器为光纤布拉格光栅传感器。
[0019]可选地，光学纤维包括被配置成在两个不同的频率范围处进行操作的至少两个光学传感器。
[0020]可选地，第一询问器和第二询问器是相同的询问器，每个询问器被配置成以不同的操作模式进行操作。
[0021]可选地，光学纤维嵌入至或附接至飞行器的安全关键系统。
[0022]本专利技术的第三方面提供一种飞行器，其包括第一方面的系统。
[0023]可选地，系统感测飞行器部件的应变或温度的变化。
附图说明
[0024]现在将参照附图仅以示例的方式描述本专利技术的实施方式，在附图中：
[0025]图1示出了根据示例的光学感测系统的示意图；
[0026]图2是根据示例的用于感测应变或温度的方法的流程图；以及
[0027]图3是根据示例的包括光学感测系统的飞行器的视图。
具体实施方式
[0028]参照图1，示出了根据示例的光学感测系统100的示意图。光学感测系统100包括光学纤维130、光源120、第一询问器110a以及第二询问器110b。
[0029]光学纤维130包括光学传感器140。在该示例中，光学传感器是光纤布拉格光栅(FBG)传感器，其包括光学纤维130的芯的折射率沿着光学纤维130的长度的一段的周期性变化。在其他示例中，光学传感器140可以是分布式传感器(例如，根据瑞利(Rayleigh)、布里渊(Brillouin)或拉曼(Raman)散射的原理进行操作)，长周期光栅传感器或倾斜光栅传感器。
[0030]从光学传感器140反射的光带的波长取决于光学传感器位于其中的光学纤维130的应变和/或光学传感器经受的温度。FBG传感器是有益的，因为它们重量轻并且FBG元件之间的间隔可以小于1mm。FBG传感器被直接蚀刻到光学纤维130的芯中。根据应用，光学纤维130可以包括多个光学传感器。例如，光学纤维130可以包括两个光学传感器140。两个光学传感器中的每一个可以被配置成在不同的频率范围处进行操作。替选地，光学纤维130可以包括形成连续光栅的多个光学传感器。因此，大量感测点可以位于小的区域中。光学纤维
130可以包括大量光学传感器，例如超过1000个FBG传感器。替选地，光学纤维130可以包括少量光学传感器，例如10个FBG传感器。
[0031]光学纤维130可以嵌入至或附接至诸如飞行器的安全关键系统之类的结构。光学传感器140对结构的应变和/或温度的变化敏感。通过对光学传感器140的光学特性进行分析来确定结构的应变和/或温度。
[0032]当向光学纤维130施加机械力时，光学传感器140的光学特性改变。特别地，如果光学传感器140是FBG传感器，则当施加机械力时，FBG传感器的光栅的间距改变。因此，FBG传感器的发射波长改变。例如，如果对FBG传感器施加压缩，则光栅的间隔减小，引起波长的蓝移。相反，如果对FBG传感器施加张力，则光栅的间隔增加，引起波长的红移。当光学纤维130的温度改变时，光学传感器140的光学特性也可以改变。特别地，温度的改变可以导致光学传感器的折射率改变。在一些情况下，光学纤维130的温度变化可以附加地或替选地使光学传感器热膨胀或收缩。
[0033]光源120置于光学纤维130的第一端处，并且被配置成将光导向光学传感器140。例如，第一询问器110a可以包括光源120。光源120可以是可调激光器。在另一示例中，光源120可以是宽带光源或具有可调窄带滤波器的宽带光源。
[0034]第一询问器110a置于光学纤维130的第一端处，而第二询问器110b置于光学纤维130的相反的第二端处。第一询问器110a被配置成接收来自光学传感器140的反射光，第二询问器110b被配置成接收来自光学传感器140的透射光。每个询问器110a、1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学感测系统，包括：光学纤维，其包括一个或更多个光学传感器；光源，其置于所述光学纤维的第一端处，其中，所述光源被配置成将光导向所述一个或更多个光学传感器；第一询问器，其置于所述光学纤维的第一端处；以及第二询问器，其置于所述光学纤维的相反的第二端处，其中，所述第一询问器被配置成接收来自所述一个或更多个光学传感器的反射光，并且所述第二询问器被配置成接收来自所述一个或更多个光学传感器的透射光。2.根据权利要求1所述的光学感测系统，其中，所述一个或更多个光学传感器被配置成对沿所述光学纤维的应变或温度的变化进行感测。3.根据权利要求1或2所述的光学感测系统，其中，所述第一询问器和所述第二询问器被配置成对从所述一个或更多个光学传感器接收的光进行分析，以确定沿所述光学纤维的应变或温度的变化。4.根据权利要求3所述的光学感测系统，其中，所述光学感测系统包括比较单元，所述比较单元被配置成将由所述第一询问器和所述第二询问器确定的应变或温度进行比较。5.根据前述权利要求中任一项所述的光学感测系统，其中，所述光学感测系统包括另一光源，所述另一光源置于所述光学纤维的第二端处，并且被配置成在所述光源发生故障的情况下将光导向所述一个或更多个光学传感器。6.根据前述权利要求中任一项所述的光学感测系统，其中，所述一个或更多个光学传感器是光纤布拉格光栅传感器。7.根据前述权利要求中任一项所述的光学感测系统，其中，所述光学纤维包括至少两个光学传感器，所述至少两个光学传感器被配置成在两个不同的频率范围处进行操作。8.根据前述权利要求中任一项所述的光学感测系统，其中，所述第一询问器和所述第二询问器是相同的询问器，每个询问器被配置成以不同的操作模式进行操作。9.根据前述权利要求中任一项所述的光学感测系统，其中，所述光学纤维嵌入至或附接至飞行器的安全关键系统。10.一种用于感测应变或温度的方法，所述方法包括：将光导向一个或更多个光学传感器，所述一个或更多个光学传感器被包括在光学纤维中；在第一询问器处接收来自所述一个或更多个光学传感器的透射光，所述第一询问器置于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：马修，
申请(专利权)人：空中客车营运有限公司，
类型：发明
国别省市：