[发明专利]光纤光栅传感器多功能测试装置及方法

权利要求书

1.一种光纤光栅传感器多功能测试装置，其特征在于：光学平台（10）上设置有应变力施加机构和传感器加热机构，所述的应变力施加机构为第一齿轮齿条平移台（11）上设置有三维组合平移台（12），三维组合平移台（12）上设置有推拉力计（1），推拉力计（1）上设置有传感器连接器（2）；所述的传感器加热机构为第二齿轮齿条平移台（8）上设置有旋转升降台（9），旋转升降台（9）上设置有恒温加热器（7），第二齿轮齿条平移台（8）与第一齿轮齿条平移台（11）移动方向垂直，所述的恒温加热器（7）为温度控制器上设置有加热平板，温度控制器和加热平板通过导线相连，加热平板上设置有保温罩（3），位于保温罩（3）内加热平板上设置有传感器固定器（4）；位于光学平台（10）一侧设置有光纤光栅解调设备（6）和测温仪（5），测温仪（5）的探头放置在保温罩（3）内。

2.根据权利要求1所述的一种光纤光栅传感器多功能测试装置，其特征在于：所述的保温罩（3）是由四块耐高温隔热板首尾相接围成矩形框与顶部可拆卸安装的真空玻璃板构成，保温罩（3）的侧壁上设置有光纤光栅传感器光纤出口、测温仪（5）探头入口和传感器连接器（2）入口。

3.根据权利要求1所述的一种光纤光栅传感器多功能测试装置，其特征在于：所述的传感器固定器（4）的结构为底座平板的一侧竖直设置有侧板，底座平板和侧板上设置有阵列螺孔。

4.根据权利要求1所述装置的光纤光栅传感器的拉力、位移、温度、应变传感测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.安装待测光纤光栅传感器和测温仪探头

a.将待测光纤光栅传感器固定在传感器固定器（4）上，盖上保温罩（3），测温仪探头通过保温罩（3）侧壁测温仪探头入口伸入到保温罩（3）内，打开保温罩（3）上真空玻璃板，调整测温仪探头位置使测温仪探头与待测光纤光栅传感器接触，将测温仪探头固定在传感器固定器（4）上；

b.调节三维组合平移台（12）竖向位移螺旋测微套筒，使位于推拉力计（1）前端的传感器连接器（2）与待测光纤光栅传感器一端受力点等高，调节第一齿轮齿条平移台（11）和第二齿轮齿条平移台（8），使传感器连接器（2）与待测光纤光栅传感器一端受力点粗略对准，微调三维组合平移台（12）的横向位移螺旋测微套筒、纵向位移螺旋测微套筒、竖向位移螺旋测微套筒，使传感器连接器（2）与待测光纤光栅传感器一端受力点精确对准，将传感器连接器（2）与待测光纤光栅传感器固定相联；

S2.光纤光栅解调设备连接

将待测光纤光栅传感器的另一端尾纤通过保温罩（3）侧壁光纤光栅传感器光纤出口穿出，并与光纤光栅解调设备相连，关闭保温罩（3）上真空玻璃板；

S3.光纤光栅传感器拉力或位移或应变或温度传感测试

a.室温下，调节三维组合平移台（12）横向位移螺旋测微套筒，使推拉力计（1）前端的传感器连接器（2）产生横向定量位移，从而使待测光纤光栅传感器产生位移形变，最终使光纤光栅波长发生漂移，通过三维组合平移台（12）螺旋测微套筒刻度读出待测光纤光栅传感器受力点位移大小，通过推拉力计（1）读出待测光纤光栅传感器受力大小，通过光纤光栅解调设备读出光纤光栅波长，连续定量加载或减载横向位移或拉力，记录位移或拉力变化与光纤光栅波长变化，即可达到待测光纤光栅传感器位移或拉力传感测试，通过数据分析得到待测光纤光栅传感器位移或拉力传感性能参数；

b.根据待测光纤光栅传感器物理结构模型，将待测光纤光栅传感器位移或拉力变化转换为待测光纤光栅传感器应变变化，通过数据分析得到待测光纤光栅传感器应变传感性能参数；

c.打开恒温加热器（7）开关，设定加热温度，对待测光纤光栅传感器进行加热，测温仪（5）读出待测光纤光栅传感器实际温度值，光纤光栅解调设备（6）读出待测光纤光栅传感器的光纤光栅波长值，连续定量改变恒温加热器（7）的设定温度值，对待测光纤光栅传感器进行升温或降温，记录待测光纤光栅传感器的温度变化和光纤光栅波长变化，即可达到待测光纤光栅传感器温度传感测试，通过数据分析得到待测光纤光栅传感器温度传感性能参数；

S4. 不同温度下待测光纤光栅传感器拉力或位移传感测试

打开恒温加热器（7）开关，设定加热温度，对待测光纤光栅传感器进行加热，待恒温加热器温度恒定时，测温仪（5）读出待测光纤光栅传感器实际温度值；调节三维组合平移台（12）横向位移螺旋测微套筒，使推拉力计（1）前端的传感器连接器（2）产生横向定量位移，从而使待测光纤光栅传感器产生位移形变，最终使光纤光栅波长发生漂移，通过三维组合平移台（12）螺旋测微套筒刻度读出待测光纤光栅传感器受力点位移大小，通过推拉力计（1）读出待测光纤光栅传感器受力大小，通过光纤光栅解调设备（6）读出光纤光栅波长，连续定量加载或减载横向位移或拉力，记录位移或拉力变化和光纤光栅波长变化，即可达到设定温度下待测光纤光栅传感器位移或拉力传感测试；改变恒温加热器（7）加热温度，重复上述实验步骤，即可得到不同温度下待测光纤光栅传感器拉力、位移传感测试，通过数据分析得到待测光纤光栅传感器在不同温度下拉力、位移传感器传感性能参数。

5.根据权利要求1或4所述的一种光纤光栅传感器多功能测试装置，其特征在于：所述的步骤S3中恒温加热器（7）的温度调节范围是0℃～450℃。