引用本文:
孙杉杉,王海勇,杨洋,等:光纤光栅传感测量技术在火箭贮箱中的应用[J]. 光通信技术,2018,42(4):40-43.
孙杉杉,王海勇,杨 洋,敖飞平,陈 洁
(上海航天设备制造总厂有限公司 科瑞工业研究所,上海 200245)
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要:以运载火箭贮箱的轴压试验为应用实例,介绍了光纤光栅传感原理,阐述了火箭燃料贮箱筒段轴压试验的目的和方法,提出了使用光纤光栅传感测量方案进行贮箱内、外表面应变监测。对该方案和传统电测方案进行对比分析,光纤传感测量技术具有无缆化、电磁兼容性好、减重和集成度高等优势,更符合航天器对测试设备的要求。该方案为光纤传感测量技术在航天器的结构监测、多参量测量等方向的应用提供了理论支持。
关键词:光纤光栅;测量系统;火箭贮箱;轴压试验
中图分类号:TN253 文献标志码:A 文章编号:1002-5561(2018)04-0040-04
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2018.04.011
0 引言
装载火箭推进剂的箱体在运输、起吊等工况下存在裂缝、爆裂等隐患,一旦发生,事故将会带来巨大的损失。目前对火箭贮箱的应变监测多采用电阻应变片,但是它们存在布设工艺复杂、稳定差和抗电磁干扰差等缺点。在测量大型结构件时,应变片的使用会导致大量导线存在,不利于故障排查,而且大量电缆的重量可能会改变结构体的力学性能。光纤光栅传感器不仅具有尺寸小、重量轻、灵敏度高、抗电磁干扰能力强和本征自相干能力强等优点,而且还可以在一根光纤上利用复用技术实现多点传感、多参量分布式区分测量[1]以及在线监测[2]、预警[3]等功能。波音公司和空客公司已将光纤传感技术应用于飞机的结构健康监测中[4]。光纤光栅技术应用在航天领域,符合减重、无电缆化等要求,可实现航天器的实时监测[5]。本文使用光纤光栅传感测量方案在运载火箭贮箱的轴压试验中对贮箱内、外表面进行应变监测。
4 结束语
本文采用光纤光栅传感测量系统代替传统电测方案对火箭贮箱筒段进行轴压试验的应变测量,该系统具有集成度高、稳定性好和可靠性高等优点,不仅可用于火箭贮箱的应变测量,而且可以用在航天器的健康结构监测中[9]。光纤传感器集传感和传输于一身,电磁兼容性好,本征安全,采集数据多元化,非常适合航空航天高电磁干扰、高强度振动、高强度腐蚀、高程度应变和性能评估等极端环境下温度、应变、压力、液位、加速度、声振动以及角速度等多种参量的测量。另外,光纤传感测量系统还能为可回收火箭的设计和使用提供技术支持[10],光纤传感将会在航天领域有广阔的应用前景。