[发明专利]一种基于光栅的轮载信号检测方法

说明书

本发明公开了一种基于光栅的轮载信号检测方法，通过在轮载起落架上设置双光纤光栅组与单光纤光栅组，通过单光纤光栅组测量当前温度下反射光的波长偏移量，并通过波长偏移量建立温度‑波长偏移量补偿函数；通过双光纤光栅组测量当前温度下反射光的波长偏移量平均值，并通过波长偏移量平均值与温度‑波长偏移量补偿函数建立温度‑应变函数，进而建立应变与环境温度之间的函数关系，进而通过温度‑应变函数计算当前温度下光纤广栅的应变，并通过应变判断轮载起落架的轮载信号是否有效，通过引入温度参数，进而对应变进行了温度补偿修正，使得最终应变结果更加准确。

技术领域

本发明属于轮载信号检测的技术领域，具体涉及一种基于光栅的轮载信号检测方法。

背景技术

光栅测量飞机起落架轮载信号的原理是利用光纤数字传感技术作为基础，其生产制作原理是：用激光照射加工法直接在单模石英光纤上制作敏感栅区，实现对应变、温度等物理量的准分布式测量。

光纤光栅属于反射型工作器件，当光源发出的连续宽带光通过传输光纤射入时，光栅与光波场发生耦合作用，并有选择地反射一个窄带光，并沿原传输光纤返回，其余宽带光则直接透射过去。反射回的窄带光的中心波长随着作用于光纤光栅的应变、温度等物理量变化而发生线性变化，从而使光纤光栅成为性能优异的应变测量敏感元件。

飞机轮载信号的判决取决于光纤光栅在飞机空载时起落架承载的应变，但是光纤光栅的应变会受到环境温度的影响，在环境温度变化跨度较大时，光纤光栅的应变受到的影响越大，则通过受到温度影响的应变判断轮载信号就越不准确。为了解决环境温度对光纤光栅应变的影响，本发明提供了一种基于光栅的轮载信号检测方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于光栅的轮载信号检测方法，通过光纤光栅的应变对轮载信号进行检测，同时对光纤光栅的应变进行温度补偿，避免最终检测结构受到环境温度影响。

本发明通过下述技术方案实现：

一种基于光栅的轮载信号检测方法，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。

当轮载起落架受到载荷时，通过外部光源照射平行设置的两个单光纤光栅，构成双余度检测。通过单光纤光栅本身直接检测在当前温度下反射光的波长值，同时在0℃时检测得到单光纤光栅在0℃时的反射光的波长值，当前温度下反射光的波长值与0℃时的反射光的波长值的差值即为当前温度下单光纤光栅的反射光的波长偏移量。根据当前温度下的波长偏移量建立温度-波长偏移量补偿函数，即建立温度与波长偏移量之间的关系。

在轮载起落架的内外两侧之间从上至下依次设置三组双光纤光栅组，每一组双光纤光栅组包括两个平行设置的双光纤光栅，构成双余度检测。测量每一个双光纤光栅在当前温度下的反射光的波长值，测量每一个双光纤光栅在0℃时反射光的波长值，当前温度下反射光的波长值与0℃时的反射光的波长值的差值即为当前温度下双光纤光栅的反射光的波长偏移量。根据每一个双光纤光栅在当前温度下的波长偏移量计算得到波长偏移量平均值，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，即建立温度与应变之间的关系。