合肥工业大学 仪器科学与光电工程学院， 合肥 230009
提出一种利用光纤布喇格光栅温度传感器测量物体表面法向局域内温度场分布的新方法.将多个毛细管封装的波分复用光纤光栅温度传感器串接，沿待测位置法线方向平行于表面等间距放置，对法向局域内的温度进行准分布式监测，封装后的传感器响应时间为2.74 s.利用ANSYS软件对空气的热稳态层流进行分析，获得温度场分布的等值线图.实验得到温度随高度变化的一阶变化率为－24.262，二阶变化率为10.117 2，而ANSYS仿真结果给出的分别为－22.842和8.613，两者基本相符，验证了此测量方法的可靠性.该技术为了解温度场的局域分布提供了技术支撑，为航空器选材和构型的确定提供新的测试方案.
光纤光学 光纤布喇格光栅 波分复用 温度分布 传感器 分布式传感 流场 Fiber optics Fiber Bragg gratings Wavelength division multiplexing Temperature distribution Sensors Distributed sensing Flow fields
1 合肥工业大学仪器科学与光电工程学院, 安徽 合肥 230009
2 安徽水利水电职业技术学院机械工程系, 安徽 合肥 231603
提出由两个准直镜构成用于实现离轴旋转连接的光纤滑环，利用其与光纤布喇格光栅传感器结合，获得轴心被占用或为空心轴时旋转部件上温度测量的新方法。分析了影响光纤滑环插入损耗的主要因素，指出插入损耗对两准直镜间的横向错位和轴向夹角的变化很敏感，而对轴向间距的变化略显迟钝。旋转部件匀速转动过程中，光纤滑环的耦合信号为周期脉冲信号，测得信号的占空比为0.5%，与理论值基本相符。并利用光纤滑环对光纤布拉格光栅传感光路的耦合，实现旋转部件上待测温度场升温过程的实时观测，从而验证了此测量方法的可行性。
测量 光纤滑环 温度 离轴 插入损耗 光纤布拉格光栅
合肥工业大学 仪器科学与光电工程学院,安徽 合肥230009
为了研究温度传感器测量小热惯量温度场的准确性和即时性,对2 ml沸水分别利用水银温度计、热电偶和金属管封装的光纤光栅温度传感器进行测温,所测温度的值分别为94.0 ℃、95.0 ℃和98.6 ℃,三者的响应时间分别为10.0 s、8.5 s、2.5 s。可见,小体积金属管封装的光纤光栅温度传感器测量精度高,响应速度快。并对不同封装工艺的光纤光栅温度传感器的传感特性进行比较,结果表明,对于小热惯量温度场的监测,传感器的封装方式应采用小内径金属管封装方式。
光纤光栅 温度传感 热惯量 封装 fiber Bragg grating temperature sensing thermal inertia package
