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一种同步监测温度和三轴应变的光纤传感网络系统技术方案

技术编号:40319272 阅读:32 留言:0更新日期:2024-02-07 21:02
本发明专利技术公开了一种同步监测温度和三轴应变的光纤传感网络系统,所述二维传感网络由若干光纤曲线传感单元构成,所述曲线传感单元包括光纤粘贴段和光纤过渡段;所述光纤粘贴段由光纤以不同角度粘贴在监测目标上形成相邻的光纤粘贴段构成所述传感单元里三轴应变测量;所述光纤过渡段位于两段光纤粘贴段之间,且处于悬空状态,不与被测部件粘贴;所述不同角度光纤粘贴段组合,可以实现被测目标面内三轴应变场测量,在应力和温度的作用下,所述传感单元中的光纤粘贴段与非粘贴段具有不同的温度响应,可以实现监测目标全域的温度的测量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及航空结构健康监测中光纤传感网络的设计领域,尤其涉及一种同步监测温度和三轴应变的光纤传感网络系统


技术介绍

1、获取飞行器在不同飞行状态下的形状和载荷谱数据,可以通过提高飞行器安全性,防止飞行器因失速导致坠机;优化飞行器等结构设计,缩短研发周期,节省油耗;验证、反哺、完善现有流体力学的理论体系;实现每个单一结构的单独维护,进而最大化的延长结构的使用寿命,变相降低成本,实现价值最大化;在可变形飞机上,基于感知到的外载荷分布,调整飞行姿态到最佳升阻比状态,从而进一步提高飞机的机动性能和作战半径。

2、现阶段,飞行器外载荷分布主要基于计算流体力学(cfd)的数值仿真估算和基于飞行状态收集的数据两类。基于计算流体力学的数值模拟的方法受到模型简化、计算理论中流固耦合的复杂性、湍流模型难收敛等影响因素,在某些情况如激波、气流流动分离等特殊过程中受物理模型不够完善等因素的影响,无法获得各个部件真实的压力分布。传统的在飞行器外表面铺设压力传感器的方法会影响结构表面光滑性,进而影响结构的气动性能。相关文献显示,在机翼表面产生1mm的突起,即使忽略其本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种同步监测温度和三轴应变的光纤传感网络系统,其特征在于,该光纤传感网络系统由若干光纤曲线传感单元构成,所述曲线传感单元包括光纤粘贴段和光纤过渡段;

2.根据权利要求1所述的一种同步监测温度和三轴应变的光纤传感网络系统,其特征在于,实现被测目标面内三轴应变场测量,需将相邻的三个光纤粘贴段的光纤沿着不同角度铺贴,从而实现对三轴应变测量,具体为:光纤粘贴段测得的应变场由面内水平方向应变、竖直方向应变和剪切应变耦合而成;将光纤传感网络测得的三方向应变场数据联立,计算出监测目标结构内的水平方向应变、竖直方向应变和剪切应变,进而通过坐标变化计算出面内任意方向的应变。

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【技术特征摘要】

1.一种同步监测温度和三轴应变的光纤传感网络系统,其特征在于,该光纤传感网络系统由若干光纤曲线传感单元构成,所述曲线传感单元包括光纤粘贴段和光纤过渡段;

2.根据权利要求1所述的一种同步监测温度和三轴应变的光纤传感网络系统,其特征在于,实现被测目标面内三轴应变场测量,需将相邻的三个光纤粘贴段的光纤沿着不同角度铺贴,从而实现对三轴应变测量,具体为:光纤粘贴段测得的应变场由面内水平方向应变、竖直方向应变和剪切应变耦合而成;将光纤传感网络测得的三方向应变场数据联立,计算出监测目标结构内的水平方向应变、竖直方向应变和剪切应变,进而通过坐标变化计算出面内任意方向的应变。

3.根据权利要求2所述的一种同步监测温度和三轴应变的光纤传感网络系统,其特征在于,所述相邻的三个光纤粘贴段的光纤粘贴角度大小为三个任意值。

4.根据权利要求2所述的一种同步监测温度和三轴应变的光纤传感网络系统,其特征在于,所述通过坐标变化计算出面内任意方向的应变,其计算表达式为:

5.根据权利要求1所述的一种同步监测温度和三轴应变的光纤传感网络系统,其特征在于,所述光纤过渡段能够实现阻止应变沿光纤传递导致粘贴段光纤相互串扰以及供光纤铺贴角度转向。

6.根据权利要求1所述的一种同步监测温度和三轴应变的光...

【专利技术属性】
技术研发人员:徐承严国锋龙俊求江浪饶云江
申请(专利权)人:之江实验室
类型:发明
国别省市:

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