[发明专利]一种基于FBG的耐超高温应变传感器

说明书

本发明公开了一种基于FBG的耐超高温应变传感器，包括碳‑碳复合材料基底座，所述碳‑碳复合材料基底座顶部的中部固定连接有耐高温陶瓷胶块，并且耐高温陶瓷胶块的内部贯穿有不锈钢保护套，所述不锈钢保护套的外表面且与耐高温陶瓷胶块相对应的位置固定连接有耐高温金属膜，所述不锈钢保护套的内壁且与耐高温陶瓷胶块和耐高温金属膜相对应的位置固定连接有Ⅱ型光纤光栅，涉及光纤传感技术领域。该基于FBG的耐超高温应变传感器，可以更好的满足在高温的环境下长期的使用，防止了导致在使用的过程中造成元器件的损害，增强了相应的应变性能，更加的提高了其灵敏程度更低，保证了可以在超高温条件下物体表面的应变测量。

技术领域

本发明涉及光纤传感技术领域，具体为一种基于FBG的耐超高温应变传感器。

背景技术

传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

光纤光栅作为一种新型的光纤无源器件，因其具有抗干扰性强、耐腐蚀、体积小、重量轻、寿命长、无连接损耗、可实现多点分布式测量等优良特性，在光纤传感领域具有广阔的应用前景，目前，传统的光纤光栅传感器在工作时所能承受的温度相对较低，不能满足在高温的环境下长期的使用，导致在使用的过程中造成元器件的损害，并且对相应的应变性能也相对的较差，灵敏程度更低。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于FBG的耐超高温应变传感器，解决了目前传统的光纤光栅传感器在工作时所能承受的温度相对较低，不能满足在高温的环境下长期的使用，导致在使用的过程中造成元器件的损害，并且对相应的应变性能也相对的较差，灵敏程度更低的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于FBG的耐超高温应变传感器，包括碳-碳复合材料基底座，所述碳-碳复合材料基底座顶部的中部固定连接有耐高温陶瓷胶块，并且耐高温陶瓷胶块的内部贯穿有不锈钢保护套，所述不锈钢保护套的外表面且与耐高温陶瓷胶块相对应的位置固定连接有耐高温金属膜，所述不锈钢保护套的内壁且与耐高温陶瓷胶块和耐高温金属膜相对应的位置固定连接有Ⅱ型光纤光栅，所述不锈钢保护套的内部贯穿有光纤，并且光纤位于不锈钢保护套外部的一端固定连接有APC光纤接头。

优选的，所述耐高温金属膜的材料采用镍-铬-钼合金，并且耐高温金属膜的熔点高达1290℃。

优选的，所述耐高温陶瓷胶块的型号为890，并且耐高温陶瓷胶块的热膨胀系数为-4.4×10-6/℃，所述耐高温陶瓷胶块的熔点可达1650℃。

优选的，所述不锈钢保护套的型号采用304，并且不锈钢保护套的热膨胀系数为-17×10-6/℃。

本发明还公开了一种基于FBG的耐超高温应变传感器的工作方法，具体包括以下步骤：

S1、先将不锈钢保护套表面的中部粘合上耐高温金属膜，并且通过耐高温陶瓷胶块与耐高温金属膜相对应的位置将不锈钢保护套固定在碳-碳复合材料基底座的顶部；

S2、再将光纤的一端贯穿至不锈钢保护套内部，并光纤同时贯穿Ⅱ型光纤光栅；

S3、光纤位于不锈钢保护套外部的一端与APC光纤接头固定连接；

S4、光纤光栅传感以其反射波长随外界参量的变化而改变为基础，当宽带光源在Ⅱ型光纤光栅中传输时，产生模式耦合，根据光纤耦合模理论，对其进行检测分析处理。

优选的，在S4中，当宽带光源在Ⅱ型光纤光栅中传输时，产生模式耦合，根据光纤耦合模理论，满足布拉格条件的光波λB被反射，其余波长的光波被透射，有：