[發(fā)明專(zhuān)利]螺旋管路內(nèi)壓力響應(yīng)及壓力分布的檢測(cè)系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010549144.8
• 申請(qǐng)日: 2020-06-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113804351A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃愛(ài)武;王洪濤
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 濰坊嘉騰液壓技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01L11/02
• 分類(lèi)號(hào): G01L11/02
• 代理公司: 北京君慧知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11716
• 代理人: 董延麗

1.一種螺旋管路內(nèi)壓力響應(yīng)及壓力分布的檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括：

光源模塊，包括寬頻光源和偏振光源；

光源控制模塊，用于控制光源模塊周期發(fā)射寬頻光信號(hào)，或發(fā)射具有預(yù)設(shè)入射角的偏振光信號(hào)；

光纖光柵傳感檢測(cè)模塊，包括光纖與光纖光柵壓力傳感器組；所述光纖光柵壓力傳感器組為光纖光柵型光柵壓力傳感器；所述光纖光柵壓力傳感器組包括，設(shè)置于液壓管路入口處的第一光柵壓力傳感器、設(shè)置于液壓管路出口處的第二光柵壓力傳感器、設(shè)置于液壓管路內(nèi)部的第三光柵壓力傳感器組；

數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集各光柵壓力傳感器中一側(cè)光纖光柵組反射的寬頻光信號(hào)的預(yù)設(shè)中心波長(zhǎng)變動(dòng)量，或者采集另一側(cè)光纖光柵組透射的偏振光信號(hào)在各光柵壓力傳感器各自的特征光柵阻帶波長(zhǎng)范圍內(nèi)的斯托克斯參量；

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，用于控制光源模塊中的偏振光源周期發(fā)射不同特征頻率的偏振光信號(hào)，或者通過(guò)光源控制模塊控制寬頻光源發(fā)射周期寬頻光信號(hào)，以及根據(jù)周期光信號(hào)的計(jì)數(shù)以及發(fā)射周期，確定液壓管路的壓力響應(yīng)時(shí)間，并根據(jù)各光柵壓力傳感器中一側(cè)光纖光柵組反射的寬頻光信號(hào)的中心波長(zhǎng)變動(dòng)量或者根據(jù)采集的另一側(cè)光纖光柵組透射的偏振光信號(hào)的斯托克斯參量，確定液壓管路內(nèi)預(yù)設(shè)位置的壓力。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一光柵壓力傳感器、第二光柵壓力傳感器以及第三光柵壓力傳感器組內(nèi)各光柵壓力傳感器之間的光柵特征值各不相同，并且所述第一光柵壓力傳感器、第二光柵壓力傳感器以及第三光柵壓力傳感器組串聯(lián)設(shè)置于液壓管路內(nèi)；

所述各光柵壓力傳感器為仿生魚(yú)型光柵壓力傳感器，所述仿生魚(yú)型光柵壓力傳感器包括兩個(gè)相互亞對(duì)稱(chēng)設(shè)置的魚(yú)骨形金屬片，所述亞對(duì)稱(chēng)設(shè)置的魚(yú)骨形金屬片是指仿生魚(yú)型傳感器左右兩側(cè)魚(yú)際線附近的金屬片，厚度或結(jié)構(gòu)不完全相同，從而造成結(jié)構(gòu)剛度的差異，其中結(jié)構(gòu)剛度大的金屬片所在側(cè)稱(chēng)為陽(yáng)側(cè)，對(duì)應(yīng)的另一側(cè)的稱(chēng)為陰側(cè)，每個(gè)所述金屬片的側(cè)壁沿中軸線分別設(shè)置兩根光纖，兩根光纖關(guān)于金屬片對(duì)稱(chēng)設(shè)置，并且在金屬片中部的光纖上各刻錄一光柵，各光柵壓力傳感器內(nèi)的光柵的特征值均相同。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括四根光纖，所述四根光纖在各光柵壓力傳感器兩側(cè)形成兩組光路，其中一組光路反射寬頻的周期光信號(hào)；另一組光路透射調(diào)頻偏振光信號(hào)，所述偏振光信號(hào)為待測(cè)的光柵壓力傳感器的光柵所對(duì)應(yīng)的特定頻率的偏振光信號(hào)；所述調(diào)頻偏振光信號(hào)是光源按一定的預(yù)設(shè)順序周期發(fā)射不同特定頻率的偏振光信號(hào)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具體用于，通過(guò)光柵壓力傳感器陰側(cè)光纖光柵組反射的同周期內(nèi)的光信號(hào)的兩個(gè)波長(zhǎng)偏移量的差值Δλ(T)，從預(yù)存的數(shù)據(jù)表中確定與所述差值Δλ相對(duì)應(yīng)的光柵壓力傳感器外側(cè)的環(huán)境壓力值；以及通過(guò)光柵壓力傳感器陽(yáng)側(cè)光纖光柵組中的兩個(gè)光柵透射的偏振光的斯托克斯參量對(duì)應(yīng)的兩個(gè)三元數(shù)組，從預(yù)存的數(shù)據(jù)表中確定與所述兩個(gè)三元數(shù)組相對(duì)應(yīng)的光柵壓力傳感器外側(cè)的環(huán)境壓力值；

以及控制光源或控制光源控制模塊對(duì)光柵壓力傳感器陰側(cè)光纖光柵組周期發(fā)射寬頻光信號(hào)，或者對(duì)光柵壓力傳感器陽(yáng)側(cè)光纖光柵組周期發(fā)射預(yù)設(shè)順序的不同特定頻率的偏振光信號(hào)；

其中，陰側(cè)光信號(hào)的周期為毫秒級(jí)或毫秒級(jí)以下，陽(yáng)側(cè)光信號(hào)的周期為陽(yáng)側(cè)光信號(hào)雙折射偏振光的斯托克斯參量檢測(cè)到的最短周期；所述檢測(cè)到的最短周期由解調(diào)儀對(duì)偏振光信號(hào)的斯托克斯參量s1、s2和s3解調(diào)的最短耗時(shí)決定。