[发明专利]一种光纤环式残余应力测试系统及残余应力测试方法

权利要求书

1.一种光纤环式残余应力测试系统，其特征在于，包括若干光纤传感器、传输光纤、解调装置及数据处理装置；若干所述光纤传感器通过传输光纤串联并绕制成圆形构成光纤传感器环，所述光纤传感器环固定于待测材料表面并通过传输光纤接入解调装置，所述解调装置与数据处理装置电连接；

所述光纤传感器用于测试钻孔前后其所在测点的波长信号，并将测得的波长信号通过传输光纤传输至解调装置，所述解调装置用于解调并记录光纤传感器环上所有光纤传感器测得的波长信号并输出至数据处理装置，所述数据处理装置用于对解调装置输出的数据进行数据处理及分析。

2.根据权利要求1所述的一种光纤环式残余应力测试系统，其特征在于，所述光纤传感器为光纤光栅传感器。

3.根据权利要求1所述的一种光纤环式残余应力测试系统，其特征在于，所述光纤传感器环的直径大于15mm。

4.根据权利要求1所述的一种光纤环式残余应力测试系统，其特征在于，所述光纤传感器环采用胶粘剂粘接或点焊的方式固定于待测材料表面。

5.根据权利要求4所述的一种光纤环式残余应力测试系统，其特征在于，所述胶粘剂为速干胶或环氧树脂胶。

6.根据权利要求1所述的一种光纤环式残余应力测试系统，其特征在于，所述光纤传感器环上的相邻光纤传感器间隔距离相同。

7.一种残余应力测试方法，其特征在于，由权利要求1至6中任一所述的一种光纤环式残余应力测试系统实现，包括以下步骤：

A.在待测材料表面中心处标记钻孔圆心，并以此标记作为光纤传感器环的圆心设定光纤传感器环的安装位置；

B.将若干光纤传感器通过传输光纤串联并绕制成圆形构成光纤传感器环；并将光纤传感器环固定于步骤A中设定的位置处；

C.完成光纤传感器环与解调装置的连接，及解调装置与数据处理装置的连接；

D.在钻孔前由光纤传感器环测试钻孔前各测点的波长信号并将测得的信号数据通过传输光纤传输至解调装置进行解调及记录；

E.沿标记的钻孔圆心处进行钻孔，直至钻出指定大小及深度的小孔，其中，钻孔的半径小于光纤传感器环的半径；

F.完成钻孔后待各光纤传感器测得的数据稳定后由解调装置记录及保存数据；

G.解调装置将记录的钻孔前后各测点对应的数据传输至数据处理装置进行分析及处理；

H.数据处理装置通过基于Kirsch理论的钻孔测试计算方法计算待测材料的主应力大小和方向。