[發明專利]一種光纖環式殘余應力測試系統及殘余應力測試方法

有效

• 申請號: 201911294201.6
• 申請日: 2019-12-16
• 公開（公告）號: CN110940445B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 徐堯;陶杰;李卓樞;肖盼;田野;張偉斌;張建中;楊占鋒;李麗
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院化工材料研究所;哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01L1/24
• 分類號: G01L1/24
• 代理公司: 四川省成都市天策商標專利事務所 51213
• 代理人: 郭會

1.一種光纖環式殘余應力測試系統，其特征在于，包括若干光纖傳感器、傳輸光纖、解調裝置及數據處理裝置；若干所述光纖傳感器通過傳輸光纖串聯并繞制成圓形構成光纖傳感器環，所述光纖傳感器環固定于待測材料表面并通過傳輸光纖接入解調裝置，所述解調裝置與數據處理裝置電連接；

所述光纖傳感器用于測試鉆孔前后其所在測點的波長信號，并將測得的波長信號通過傳輸光纖傳輸至解調裝置，所述解調裝置用于解調并記錄光纖傳感器環上所有光纖傳感器測得的波長信號并輸出至數據處理裝置，所述數據處理裝置用于對解調裝置輸出的數據進行數據處理及分析。

2.根據權利要求1所述的一種光纖環式殘余應力測試系統，其特征在于，所述光纖傳感器為光纖光柵傳感器。

3.根據權利要求1所述的一種光纖環式殘余應力測試系統，其特征在于，所述光纖傳感器環的直徑大于15mm。

4.根據權利要求1所述的一種光纖環式殘余應力測試系統，其特征在于，所述光纖傳感器環采用膠粘劑粘接或點焊的方式固定于待測材料表面。

5.根據權利要求4所述的一種光纖環式殘余應力測試系統，其特征在于，所述膠粘劑為速干膠或環氧樹脂膠。

6.根據權利要求1所述的一種光纖環式殘余應力測試系統，其特征在于，所述光纖傳感器環上的相鄰光纖傳感器間隔距離相同。

7.一種殘余應力測試方法，其特征在于，由權利要求1至6中任一所述的一種光纖環式殘余應力測試系統實現，包括以下步驟：

A.在待測材料表面中心處標記鉆孔圓心，并以此標記作為光纖傳感器環的圓心設定光纖傳感器環的安裝位置；

B.將若干光纖傳感器通過傳輸光纖串聯并繞制成圓形構成光纖傳感器環；并將光纖傳感器環固定于步驟A中設定的位置處；

C.完成光纖傳感器環與解調裝置的連接，及解調裝置與數據處理裝置的連接；

D.在鉆孔前由光纖傳感器環測試鉆孔前各測點的波長信號并將測得的信號數據通過傳輸光纖傳輸至解調裝置進行解調及記錄；

E.沿標記的鉆孔圓心處進行鉆孔，直至鉆出指定大小及深度的小孔，其中，鉆孔的半徑小于光纖傳感器環的半徑；

F.完成鉆孔后待各光纖傳感器測得的數據穩定后由解調裝置記錄及保存數據；

G.解調裝置將記錄的鉆孔前后各測點對應的數據傳輸至數據處理裝置進行分析及處理；

H.數據處理裝置通過基于Kirsch理論的鉆孔測試計算方法計算待測材料的主應力大小和方向。