[發明專利]一種基于光纖光柵傳感器的槳葉復雜環境測試系統及測試方法

有效

• 申請號: 202011575254.8
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112729146B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 王瀟;詹祺;李博;夏品奇
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16;B64F5/60
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 徐曉鷺

1.一種基于光纖光柵傳感器的槳葉復雜環境測試系統，其特征在于，所述測試系統結構包括水箱測試裝置、光學測量裝置，所述水箱測試裝置內包含待測槳葉，基于采用水箱、水箱內的漩渦發生裝置，用于模擬出槳葉在不同工作溫度及溫度突變時的應變；所述光學測量裝置包含寬帶光源發射器、光纖耦合器、光纖光柵波長解調器，所述光學測量裝置通過光纖傳輸寬帶光源，用于產生測試所需的采樣光源；

所述光學測量裝置包含寬帶光源發射器、光纖耦合器、光纖光柵波長解調器、FBG傳感器組；

所述FBG傳感器組由多個FBG傳感器串聯組成，寬帶光源輸出口連接通過光纖與FBG傳感器組相連接，FBG傳感器組的另一頭連接光纖耦合器的輸入端口，光纖耦合器輸出端口與光纖光柵波長解調器輸入端口相連接；

所述水箱測試裝置包括固定試驗臺、槳葉固定夾、亞克力水箱、水箱固定夾；

所述固定試驗臺上設有槳葉固定夾，所述槳葉固定夾將待測槳葉懸掛在固定試驗臺上；

在所述槳葉外為亞克力水箱，所述亞克力水箱通過水箱固定夾固定于所述槳葉上；

所述亞克力水箱內設有漩渦發生器、加熱裝置、液氮降溫裝置、溫度監控裝置；

所述亞克力水箱的本體包含底板、正面板和背板，在所述底板上集成了漩渦發生器，正面板的頂部和底部分別設置入水口和出水口；在所述亞克力水箱內部側板等距豎直放置溫度傳感器，背板底部設置加熱和冷卻裝置預留口，正面板和背板中央有對稱、等距的水箱固定夾預留口；

所述水箱固定夾為圓柱狀體，其連接在水箱正反兩個側板和所述槳葉上；

所述水箱固定夾為一根頂部集成了壓力傳感器的圓柱形螺栓，圓柱表面有與水箱配套的螺紋，通過控制旋出旋進深度來改變固定夾施加在槳葉表面的載荷，載荷通過壓力傳感器傳輸至顯示器，實時觀察并作出相應的調整。

2.根據權利要求1所述的一種基于光纖光柵傳感器的槳葉復雜環境測試系統，其特征在于，所述光學測量裝置還包括傳感器保護罩，所述傳感器保護罩覆蓋于FBG光纖光柵傳感器之上并貼于槳葉表面，用于保護FBG光纖光柵傳感器免受環境因素影響。

3.根據權利要求1所述的一種基于光纖光柵傳感器的槳葉復雜環境測試系統的測試方法，其特征在于，所述測試方法包括以下步驟：

S1，實驗前將FBG傳感器按需求粘貼于槳葉表面，并用將傳感器保護罩粘貼于槳葉上，蓋住FBG傳感器，防止傳感器受到外界因素影響；

S2，將FBG傳感器與光纖耦合器連接好，將光纖耦合器再分別與寬帶光源發射器、光纖光柵波長解調器相連接；

S3，連接水箱相關管路，液氮降溫裝置入口和液氮降溫裝置出口；水箱出水口和水箱入水口分別對應連接好；

S4，連接相關設備，將溫度監控裝置與外部顯示器相連接，并固定好；接通加熱裝置的電源，將漩渦發生器與外部電機相連接；

S5，將槳葉通過槳葉固定夾固定于實驗臺上，并通過調節水箱固定夾的預緊力將水箱懸掛于槳葉之上，通過水箱作用于槳葉上的固定夾夾持力的大小來等效槳葉所受到的離心力，所以根據實驗所需的離心力大小計算所需要施加的夾持力大小，調整水箱固定夾的載荷。