[发明专利]一种基于光栅的轮载信号检测方法

权利要求书

1.一种基于光栅的轮载信号检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、在轮载起落架的内侧与外侧之间分别设置三组双光纤光栅组，每组双光纤光栅组包括两个平行设置的双光纤光栅；在轮载起落架的外侧根部设置一组单光纤光栅组，所述单光纤光栅组包括两个平行设置的单光纤光栅；

步骤2、测量两个单光纤光栅在当前温度下的波长偏移量，根据单光纤光栅在当前温度下的波长偏移量建立温度-波长偏移量补偿函数；

步骤3、测量每一个双光纤光栅在当前温度下的波长偏移量，并计算所有的双光纤光栅的波长偏移量平均值，根据步骤2中得到的温度-波长偏移量补偿函数以及所有的双光纤光栅的波长偏移量平均值建立温度-应变函数；

步骤4、测量当前轮载起落架所处的环境温度，并根据步骤3中得到的温度-应变函数计算当前温度下双光纤光栅的应变，根据双光纤光栅的应变判断轮载信号是否有效；

所述步骤2中建立的温度-波长偏移量补偿函数如下：

其中：T_i，j为第i通道中第j只光纤光栅的温度值；a_i，j为第i通道中第j只光纤光栅的二次项系数；b_i，j为第i通道中第j只光纤光栅的一次项系数；c_i，j为第i通道中第j只光纤光栅的常数项系数；Δλ_i，j，T为第i通道中第j只光纤光栅的波长偏移量；λ_i，j，T为第i通道中第j只光纤光栅处于当前温度的波长值；λ_i，j，0为第i通道中第j只光纤光栅处于0℃时的波长值；

所述步骤3中建立的温度-应变函数如下：

其中：ε_i，j为第i通道中第j只光纤光栅的光纤光栅应变值；a_i，j为第i通道中第j只光纤光栅的二次项系数；b_i，j为第i通道中第j只光纤光栅的一次项系数；c_i，j为第i通道中第j只光纤光栅的常数项系数；k_i，j为第i通道中第j只光纤光栅的温度系数；Δλ_i，j，T为第i通道中第j只光纤光栅的波长偏移量；为所有的单光纤光栅在当前温度下的光栅波长偏移量平均值。

2.根据权利要求1所述的一种基于光栅的轮载信号检测方法，其特征在于，所述步骤4中判断轮载信号有效的条件为：光纤光栅的应变≥200με；判断轮载信号无效的条件为光纤光栅的应变＜200με。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于光栅的轮载信号检测方法，其特征在于，所述轮载起落架的内侧和外侧分别对应三组双光纤光栅组依次设置有第一组应变监测点组、第二组应变监测点组、第三组应变监测点组，所述应变监测点组包括对应双光纤光栅组的一端设置在轮载起落架外侧的外侧应变监测点与对应双光纤光栅组的另一端设置在轮载起落架内侧的内侧应变监测点，且外侧应变监测点与内侧应变监测点关于轮载起落架的中垂线对称设置。

4.根据权利要求3所述的一种基于光栅的轮载信号检测方法，其特征在于，所述双光纤光栅包括设置有三段相互间隔的刻栅段的双光纤，对应第一组应变监测点组处的两个双光纤光栅均在第二段刻栅段处以相同的刻栅方式刻出中心波长为1535nm的光栅，在第三段刻栅段处以相同的刻栅方式刻出中心波长为1550nm的光栅；对应第二组应变监测点组处的两个双光纤光栅均在第二段刻栅段处以相同的刻栅方式刻出中心波长为1540nm的光栅，在第三段刻栅段处以相同的刻栅方式刻出中心波长为1555nm的光栅；对应第三组应变监测点组处的两个双光纤光栅均在第二段刻栅段处以相同的刻栅方式刻出中心波长为1545nm的光栅，在第三段刻栅段处以相同的刻栅方式刻出中心波长为1560nm的光栅。

5.根据权利要求4所述的一种基于光栅的轮载信号检测方法，其特征在于，所述双光纤光栅在1.5Mpa的压力、130℃的条件下预埋安装在轮载起落架的复材内部，并在双光纤光栅的表面涂覆碳纳米涂覆层。