一种用于航空发动机高温实时光纤检测系统

本技术涉及装备检测领域，特别涉及一种用于航空发动机高温实时光纤检测系统。

背景技术：

1、航空装备水平是反映国家航空能力，衡量综合国力的重要标志，航空发动机作为这些装备的核心部件，它的健康状态直接决定了空天装备能否正常稳定运行。

2、航空技术的快速发展，对发动机的涡轮进口温度、效率和可靠性等提出了更高要求，这使得航空航天发动机的工作环境变得愈发恶劣。例如，航天发动机在启动后涡轮排气温度可瞬间达到760℃，而停机后急剧降低至-196℃。同时，随着发动机推重比不断增加，发动机工作温度也不断提高，预计第五代航空发动机推重比达15时，涡轮叶片进口温度将高达2000℃。在高温、高压、高转速的工况下，叶片表面将产生巨大的热负荷与热梯度，导致叶片发生材料蠕变、断裂等故障，这将劣化发动机的工作性能，影响其工作寿命。

3、因此，如何运用可靠有效的传感技术在极端恶劣环境中对航空发动机温度实时精确监测，是现阶段十分重要的问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种用于航空发动机高温实时光纤检测系统，具有传感器的测量数据免受材料应变影响，并提高其温度灵敏度的优点。

2、本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

3、一种用于航空发动机高温实时光纤检测系统，包括贴片式光纤高温传感器、解调仪和上位机，所述贴片式光纤高温传感器与解调仪连接，所述解调仪与上位机连接，所述贴片式光纤高温传感器用于检测航空发动机内部的高温，并转化为光信号，所述解调仪用于接收光信号并将其转化为电信号，所述上位机用于接收电信号，并根据电信号显示航空发动机内部温度情况。

4、作为优选，所述贴片式光纤高温传感器包括光纤光栅和金属基片，所述光纤光栅的两端均设有金属镀层，所述光纤光栅位于金属基片上，两个所述金属镀层均与金属基片焊接固定，所述金属镀层抬高光纤光栅，以使光纤光栅悬空固定于金属基片上。

5、作为优选，所述光纤光栅呈曲线形，所述光纤光栅弯曲处的曲率半径为5mm。

6、作为优选，所述金属基片与所述解调仪之间的光纤光栅上套设有金属导管，所述金属导管用于保护光纤光栅。

7、作为优选，所述金属基片的长度为28mm，所述金属基片的宽度为10mm，所述金属基片的厚度为2mm。

8、本实用新型的有益效果为：本方案通过金属镀层与激光焊接技术，将表面金属化并经过高温光栅再生的光纤光栅封装于金属基片上，使得传感器在航空发动机高温、强振环境下封装结构不失效。

9、光纤光栅经过光栅高温再生处理，并且以弯曲悬空结构在金属基片上布置，可以提高传感器测量精度，较小应变等参量造成的温度测量误差，且传感器在-50℃～800℃跨零度温度范围内有效使用。

技术特征：

1.一种用于航空发动机高温实时光纤检测系统，包括贴片式光纤高温传感器(101)、解调仪(102)和上位机(103)，其特征在于，所述贴片式光纤高温传感器(101)与解调仪(102)连接，所述解调仪(102)与上位机(103)连接，所述贴片式光纤高温传感器(101)用于检测航空发动机内部的高温，并转化为光信号，所述解调仪(102)用于接收光信号并将其转化为电信号，所述上位机(103)用于接收电信号，并根据电信号显示航空发动机内部温度情况。

2.根据权利要求1所述的一种用于航空发动机高温实时光纤检测系统，其特征在于，所述贴片式光纤高温传感器(101)包括光纤光栅(201)和金属基片(204)，所述光纤光栅(201)的两端均设有金属镀层(202)，所述光纤光栅(201)位于金属基片(204)上，两个所述金属镀层(202)均与金属基片(204)焊接固定，所述金属镀层(202)抬高光纤光栅(201)，以使光纤光栅(201)悬空固定于金属基片(204)上。

3.根据权利要求2所述的一种用于航空发动机高温实时光纤检测系统，其特征在于，所述光纤光栅(201)呈曲线形，所述光纤光栅(201)弯曲处的曲率半径为5mm。

4.根据权利要求3所述的一种用于航空发动机高温实时光纤检测系统，其特征在于，所述金属基片(204)与所述解调仪(102)之间的光纤光栅(201)上套设有金属导管，所述金属导管用于保护光纤光栅(201)。

5.根据权利要求2所述的一种用于航空发动机高温实时光纤检测系统，其特征在于，所述金属基片(204)的长度为28mm，所述金属基片(204)的宽度为10mm，所述金属基片(204)的厚度为2mm。

技术总结
本技术公开了一种用于航空发动机高温实时光纤检测系统，包括贴片式光纤高温传感器、解调仪和上位机，贴片式光纤高温传感器与解调仪连接，解调仪与上位机连接，贴片式光纤高温传感器用于检测航空发动机内部的高温，并转化为光信号，解调仪用于接收光信号并将其转化为电信号，上位机用于接收电信号，并根据电信号显示航空发动机内部温度情况，本技术结构合理，通过耐高温的贴片式光纤高温传感器能够获得航空发动机内部的温度，并将其传递出来，通过解调后，在上位机处进行监控。

技术研发人员：李天梁,郑宇恒
受保护的技术使用者：绍兴市上虞区武汉理工大学高等研究院
技术研发日：20221118
技术公布日：2024/1/13