[发明专利]光纤光栅传感器多功能测试装置及方法

说明书

一种光纤光栅传感器多功能测试装置及方法，光学平台上设有应变力施加机构和传感器加热机构，应变力施加机构为第一齿轮齿条平移台上设有三维组合平移台，三维组合平移台上设有推拉力计，推拉力计上设有传感器连接器；传感器加热机构为第二齿轮齿条平移台上设有旋转升降台，旋转升降台上设有恒温加热器，加热平板上设有保温罩，位于保温罩内加热平板上设有传感器固定器；光学平台一侧设有测温仪和光纤光栅解调设备，测温仪的探头放置在保温罩内，该装置可进行光纤光栅传感器温度、位移、拉力、应变单参量传感性能测试，也可同时进行温度和位移或拉力或应变双参量传感性能测试，具有结构简单、体积小、操作方便、耗能低、多功能测试的优点。

技术领域

本发明属于光纤光栅传感器技术领域，具体涉及到一种光纤光栅传感器多功能测试装置及方法。

背景技术

光纤光栅传感器由于具有抗电磁干扰、体积小、重量轻、耐腐蚀、易于实现波分、时分和空分复用等优点在光纤传感领域倍受瞩目。近年来，光纤光栅传感器在土木工程、公共交通、军事、航天、医疗等领域的应用有诸多报道。光纤光栅传感器是利用光纤光栅随外界物理量的变化，如温度、应变的变化会引起光纤光栅反射光谱或透射光谱的中心波长漂移的特点，通过检测波长漂移量可实现对物理量的测量。由于光纤光栅对温度和应变同时敏感，所以解决温度应变交叉敏感问题是光纤光栅传感器工程化应用的关键技术。基于参考光纤光栅、双波长叠栅、不同结构直径光栅对和光纤光栅FP腔等方法设计制作的光纤光栅温度应变区分测量传感器的报道很多，但是对制作好的光纤光栅传感器进行性能测试时，通常采用的方法是先后独立的做温度测试和应变测试，然后对测试数据进行说明。没有对光纤光栅传感器同时进行温度应变测试的主要原因在于光纤光栅传感器在做温度测试时，通常是放在恒温水浴箱或鼓风干燥箱中进行，无法对光纤光栅传感器施加定量的应力使其发生等量应变；或者在光纤光栅传感器在做应变测试时，无法定量改变光纤光栅传感器的温度。

由于光纤光栅传感器作为一种新型传感器，在工程领域还没有普及化应用，所以能够同时进行光纤光栅传感器温度应变测试的装置未见论文报道和产品出售，目前急需一种能够同时进行光纤光栅传感器温度应变(位移、拉力)的测试装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种体积小、结构简单、操作方便、耗能低的光纤光栅传感器多功能测试装置。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种光纤光栅传感器多功能测试装置，光学平台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上设置有三维组合平移台，三维组合平移台上设置有推拉力计，推拉力计上设置有传感器连接器；所述的传感器加热机构为第二齿轮齿条平移台上设置有旋转升降台，旋转升降台上设置有恒温加热器，第二齿轮齿条平移台与第一齿轮齿条平移台移动方向垂直，所述的恒温加热器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，位于保温罩内加热平板上设置有传感器固定器；位于光学平台一侧设置有光纤光栅解调设备和测温仪，测温仪的探头放置在保温罩内。

作为一种优选的技术方案，所述的保温罩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，保温罩的侧壁上设置有光纤光栅传感器光纤出口、测温仪探头入口和传感器连接器入口。

作为一种优选的技术方案，所述的传感器固定器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。

本发明还提供一种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上，盖上保温罩，测温仪探头通过保温罩侧壁测温仪探头入口伸入到保温罩内，打开保温罩上真空玻璃板，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上；