[实用新型]一种基于光纤光栅技术的机场道面动水压力监测装置

说明书

一种基于光纤光栅技术的机场道面动水压力监测装置。其包括透水石、光纤光栅传感器、光纤跳线、分线器、铠装光纤和光纤光栅解调仪；本实用新型优点：施工操作方便，可结合道面板上既有灯光孔实现准分布布设，适用于机场已建成跑道，对道面结构整体性影响小；测点成活率高，光纤光栅传感器无需预埋安装，不受施工过程影响，位于道面表面以下，受交通荷载和环境因素影响小，飞机轮胎挤压既有灯光孔上端口会使既有灯光孔瞬时形成封闭空间，通过内部光纤光栅传感器测量动水压力值，测量结果可靠且具有代表性；附属设施要求低，光纤长距离传输信号衰减小，数据稳定性好，光纤光栅解调仪设置于飞行区以外，不占用跑道周边空间，对机场正常运行影响小。

技术领域

本实用新型属于动水压力测量与道面结构安全技术领域，具体涉及一种基于光纤光栅技术的机场道面动水压力监测装置。

背景技术

道面表面积水情况下飞机在高速起降滑行过程中容易发生滑水现象，导致飞机冲出跑道或发生偏滑等严重事故，从而危害飞机的运行安全。目前，国际上主要依靠美国国家航空航天局(NASA)提出的临界滑水速度计算公式及相关试验作为滑水风险评判依据，在实际运营中缺乏道面现场状况测试手段和数据支撑，不利于飞机起降风险的精细化管理。因而，有必要开发一种置于机场道面结构内部的动水压力监测装置，以获得道面表面实时数据，为飞机高速滑行安全性评估提供依据。以往路面动水压力测量技术主要采用电子类传感器，存在防潮防水性差、易受电磁干扰、信号长距离传输衰减明显等问题，难以满足实时大范围道面表面监测需要。

光纤光栅传感技术可以将道面动水压力响应信号转换为光栅折射光波长变化，由此建立起道面动水压力与光栅中心波长之间的相关关系。光纤光栅传感器以光信号为载体，以光纤为传输介质，受电磁干扰影响小，长距离传输数据稳定性明显优于传统测试技术。光纤光栅孔压计传感器尺寸小、重量轻、精度高，对测试结构影响小，可满足多点分布式测量要求。由于传感器内不含电子元器件，对防潮防腐蚀要求低，为室外环境下的长期监测提供了理想的技术手段。

应用光纤光栅技术测量道面表面动水压力目前多采用路面表面开槽方式安装传感器基座，难免会对原有道面产生结构损伤及强度降低影响。传感器基座与路面贴合方式不紧密，易受轮胎冲击效应而发生振动耦合，影响了测量数据的稳定性和可靠性。

发明内容

针对现有技术不足，本实用新型的目的在于提供一种基于光纤光栅技术的机场道面动水压力监测装置。

为了达到上述目的，本实用新型提供的基于光纤光栅技术的机场道面动水压力监测装置包括透水石、光纤光栅传感器、光纤跳线、分线器、铠装光纤和光纤光栅解调仪；其中，光纤光栅传感器与分线器设置在形成于道面板上且位于灯光孔盖板下方的既有灯光孔中，光纤光栅传感器通过光纤跳线与分线器的输出端相连；分线器的输入端与铠装光纤的一端相连接，铠装光纤的另一端通过位于机坪下部的主光缆与光纤光栅解调仪的信号输出\接收端相连接；透水石安装在既有灯光孔中位于灯光孔盖板和光纤光栅传感器之间的部位。

所述的光纤光栅传感器采用微型光纤光栅孔压传感器。

所述的光纤光栅传感器沿竖向设置于既有灯光孔下部，分线器固定在既有灯光孔底面上，光纤光栅解调仪设置于飞行区以外的设备间内。

本实用新型提供的基于光纤光栅技术的机场道面动水压力监测装置具有如下优点：1)施工操作方便，本装置可结合道面板上既有灯光孔实现准分布布设，适用于机场已建成跑道，对道面结构整体性影响小；2)测点成活率高，光纤光栅传感器无需预埋安装，不受施工过程影响，本装置位于道面表面以下，受交通荷载和环境因素影响小，飞机轮胎挤压既有灯光孔上端口会使既有灯光孔瞬时形成封闭空间，通过内部光纤光栅传感器测量动水压力值，测量结果可靠且具有代表性；3)附属设施要求低，可利用机坪下部的主光缆进行数据通讯，光纤长距离传输信号衰减小，数据稳定性好，作为终端接收设备的光纤光栅解调仪可设置于飞行区以外，不占用跑道周边空间，对机场正常运行影响小。

附图说明