【摘要】：目前,隨著各類飛行器的快速發(fā)展,服役環(huán)境的溫度也不斷升高,嚴(yán)酷的氣動熱環(huán)境引發(fā)的防熱問題已經(jīng)成為發(fā)展各類高速飛行器所面臨的問題。目前的傳感技術(shù)在高溫領(lǐng)域下還不能準(zhǔn)確獲得材料在高溫環(huán)境下的熱力響應(yīng),這為防熱設(shè)計與分析帶來了較大的困難。光纖光柵傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)對溫度和應(yīng)變的同時測量,同時具有抗電磁干擾能力強、耐高溫、尺寸小等特點,具有其獨特的優(yōu)勢。本文針對石英光纖光柵傳感器的高溫連接方案與封裝結(jié)構(gòu)進行設(shè)計并開展了試驗驗證。從整體粘接式與夾持式傳感器的應(yīng)變傳遞機理出發(fā),分析了不同連接方案下光纖光柵的傳感機制,提出了一種新型的粘接方案:兩點式粘接方案�；趯袒竽z體進行脫模的方法,開展了對模具的設(shè)計方案。通過對施加預(yù)緊力系統(tǒng)的建立,進行光纖光柵預(yù)緊力施加的試驗,證明了該方法能夠有效解決光纖光柵在加熱初期測試敏感性較低的問題。設(shè)計并建立了光纖傳感器熱結(jié)構(gòu)響應(yīng)試驗系統(tǒng),在兩種典型防熱材料試件上進行熱結(jié)構(gòu)響應(yīng)測試試驗,試驗結(jié)果表明兩點式連接方案的精度優(yōu)于整體式連接方案的精度,驗證了新型方案的合理性�；诒Ｗo光纖光柵傳感器的基本思想,針對兩點式粘接方案進行了光纖光柵傳感器封裝結(jié)構(gòu)設(shè)計與試驗驗證。由于高溫膠的固化周期長,在封裝結(jié)構(gòu)設(shè)計中加入電熱絲,能夠大大降低高溫膠的固化時間。開展了光纖連接點處的封裝設(shè)計,利用石蠟?zāi)＞邔崿F(xiàn)了對膠體的定量涂覆與固化膠體的無損脫模,成功消除了封裝結(jié)構(gòu)對光柵傳感器的影響。針對UHTC與高溫合金兩種試件開展了高溫?zé)釕?yīng)變測試試驗,獲得了光纖傳感器的應(yīng)變響應(yīng)數(shù)據(jù),200-600℃之間封裝結(jié)構(gòu)的平均誤差保持在7%以下。
【圖文】：

傳統(tǒng)傳感器與光纖傳感器的比較

圖 1-2 基片式傳感器基片式封裝方式約有 74%的傳遞效率，，從實驗角度印證了有限裝后的光纖光柵傳感器在 MTS 機上與等強度梁上進行了加載實，當(dāng)壓應(yīng)變在 2000 個微應(yīng)變以內(nèi)是，光纖數(shù)據(jù)的線性度為 99.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：V241;TP212

【參考文獻】

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本文編號：2602789