一种基于光纤背向瑞利散射的分布式薄膜压力传感器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及传感器测量领域，尤其涉及一种基于光纤背向瑞利散射的分布式薄膜 压力传感器。
【背景技术】
[0002] 机翼是飞机上用来产生升力的主要部件，其健康状态直接影响飞机的飞行状态和 安全。当飞机飞行在空中，就会产生作用于飞机的空气动力，偶尔出现强对流气流，风向突 然改变，对飞机特别是机翼产生复杂的冲击力，这可能使机翼产生损伤，成为飞机的安全隐 患。机翼的表面压力主要来自于空气气流，所以设计一种用于流体压力测试的传感器具有 重要的理论意义和实际应用价值。
[0003] 光纤测量和传感技术以其防爆、抗电磁干扰和易于实现分布式布置等独特优点而 越来越被广泛应用。目前的光纤传感器设计，如果将其应用于飞机机翼表面压力监测主要 存在以下几个问题：1)近年来，采用光纤光栅制作的传感器因为抗电磁干扰、抗腐蚀、电绝 缘、高灵敏度的优点，已经在单点传感领域得到广泛应用，但是受入射光带宽的限制，测点 仍然较少，在分布式多点检测领域，尤其是测点较多的情况下，还是难于应付;2)光纤拉曼 传感器目前只能进行温度检测，对压力和其他物理量不敏感;3)光纤布里渊传感器能同时 测量温度和应变，而且能实现光纤沿线的分布式测量，但分辨率仍然较低。
【发明内容】
[0004] 根据现有技术存在的问题，本发明公开了一种基于光纤背向瑞利散射的分布式薄 膜压力传感器，包括可实现高密度分布式应变测量的光纤传感器和多腔体中空薄膜，所述 光纤传感器顺次穿过多腔体中空薄膜的各个真空密封腔体，所述真空密封腔体上的应变测 量值反映待测量位置的压力，进而获得压力分布。
[0005] 所述多腔体中空薄膜中的腔体采用单排设置或者多排设置。
[0006] 所述光纤传感器的一端与解调模块相连接、实时将光纤传感器检测到的光信号信 息传送至解调模块，所述解调模块与计算机数据通信，所述解调模块采用光频域反射计 0FDR〇
[0007] 所述真空密封腔体依次排列，相邻真空密封腔体之间通过带孔软性薄膜或者软性 粘合剂等方式进行铰式连接。
[0008] 所述真空密封腔体包括弹性膜片，所述弹性膜片采用周边固定的方式连接在中空 敞口壳体的敞口端面上，所述壳体的侧壁与外部空间之间设有两个过线孔。
[0009] 所述真空密封腔体的中间横截面的面积大于两端横截面的面积。
[0010] 所述弹性膜片与中空敞口壳体的连接处进行密封设置。
[0011] 所述光纤传感器顺次穿过各个真空密封腔体的过线孔，，经过真空密封腔体内部 的部分粘贴在弹性膜片上。
[0012] 所述过线孔在光纤传感器穿过之后进行密封处理。
[0013] 由于采用了上述技术方案，本发明提供的一种基于光纤背向瑞利散射的分布式薄 膜压力传感器，本发明实现流体的分布式压力测量，生成结构表面压力场。本发明的优点在 于:实现流体压力的高密度分布式测量;结构简单，易做成薄膜，覆盖于结构表面，不影响结 构刚度;容易适应曲面覆盖。
【附图说明】
[0014] 为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015] 图1为本发明分布式薄膜压力传感器线式分布示意图（带孔薄膜铰式连接）；
[0016] 图2为本发明分布式薄膜压力传感器面式分布示意图（带孔薄膜铰式连接）；
[0017] 图3为本发明真空密封腔体结构示意图；
[0018] 图4为本发明分布式薄膜压力传感器线式分布示意图（粘合剂式铰式连接）；
[0019] 图5为本发明分布式薄膜压力传感器面式分布示意图（粘合剂式铰式连接）。
[0020] 图中：1可实现高密度分布式应变测量的光纤传感器;2，多腔体中空薄膜;3，带孔 软性薄膜;4，真空密封腔体;5，弹性膜片;6，过线孔;7，中空敞口壳体;8，解调模块;9，软性 粘合剂。
【具体实施方式】
[0021] 为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本 发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：
[0022] 如图1、图2、图4、图5所示的一种基于光纤背向瑞利散射的分布式薄膜压力传感 器，包括光纤传感器1和多腔体中空薄膜2,光纤传感器1顺次穿过多腔体中空薄膜2的各个 真空密封腔体4,真空密封腔体4上的应变测量值反映待测量位置的压力，进而获得压力分 布。
[0023] 进一步的，多腔体中空薄膜2包括若干真空密封腔体4，所述真空密封腔体4依次排 列，相邻真空密封腔体4之间进行柔性铰式连接。
[0024] 如图1和图3所示，相邻真空密封腔体4之间的柔性铰式连接可以包括一种带孔软 性薄膜3,所述带孔薄膜3是由薄膜上开有若干小孔的薄膜，每一个小孔对应于一个真空密 封腔体4,每一个小孔的面积应小于真空密封腔体4的最大横截面积，所述小孔的边缘沿最 大横截面嵌入真空密封腔体4的侧壁中。
[0025] 如图4和5所示，相邻真空密封腔体4之间的柔性铰式连接也可以使用软性粘合剂9 粘接。
[0026] 进一步的，多腔体中空薄膜2中的腔体采用单排设置或者多排设置。如图1和图4所 示，利用单排腔体薄膜压力传感器，即线式压力传感器，可以获取压力在曲线范围内的分布 情况;如图2和图5所示，利用多排腔体薄膜压力传感器，即面式压力传感器，可以测定压力 在曲面范围内的分布情况。
[0027] 进一步的，光纤传感器1的一端与解调模块8相连