[发明专利]一种基于光纤点式传感器的空气动力学测试系统及方法

权利要求书

1.一种基于光纤点式传感器的空气动力学测试系统，其特征在于，包括光纤点式传感器和调解模块（1）；

所述光纤点式传感器用于检测测点（5）处的空气参数变化量；

所述调解模块（1）内设置有测点（5）处所述空气参数变化量与空气动力学参数之间的映射关系；所述调解模块（1）根据所述映射关系将测点（5）处的空气参数变化量转换为测点（5）处的空气动力学参数；

所述调解模块（1）还用于对所述映射关系进行标定；

当对所述映射关系进行标定时，向所述测点（5）处通入测试气体；

连续改变所述测试气体的空气动力学参数，所述光纤点式传感器对所述测点（5）处测试气体的空气参数变化量连续检测生成空气参数变化量数组；所述空气参数变化量数组对应于连续改变的所述测试气体的空气动力学参数；

将连续改变的所述测试气体的空气参数变化量数组与所述空气动力学参数进行拟合生成所述映射关系完成标定；

所述光纤点式传感器采用折射率传感器（2）和/或光纤空腔压力传感器（6）；

当所述光纤点式传感器采用折射率传感器（2）时，所述空气参数变化量为空气折射率变化量；当所述光纤点式传感器采用光纤空腔压力传感器（6）时，所述空气参数变化量为空气压力变化量。

2.根据权利要求1所述的一种基于光纤点式传感器的空气动力学测试系统，其特征在于，所述折射率传感器（2）包括第一光纤纤芯（201）、第一检测腔体（202）和第一气体进出口（203）；所述第一检测腔体（202）设置于所述第一光纤纤芯（201）端部，且所述第一检测腔体（202）垂直于所述第一光纤纤芯（201）的端面上设置第一反射面（204）；所述第一检测腔体（202）的端面和/或侧面上设置第一气体进出口（203），且所述第一检测腔体（202）通过所述第一气体进出口（203）连通于所述测点（5）。

3.根据权利要求2所述的一种基于光纤点式传感器的空气动力学测试系统，其特征在于，所述折射率传感器（2）包括第二光纤纤芯（211）；所述第二光纤纤芯（211）端部设置有第二反射面（212）；所述第二反射面（212）接触于所述测点（5）处的空气。

4.根据权利要求2所述的一种基于光纤点式传感器的空气动力学测试系统，其特征在于，所述折射率传感器（2）包括第三光纤纤芯（221）和开放式FP腔（222）；所述第三光纤纤芯（221）被所述开放式FP腔（222）截断，且所述测点（5）处的空气流经所述开放式FP腔（222）。

5.根据权利要求2所述的一种基于光纤点式传感器的空气动力学测试系统，其特征在于，所述光纤空腔压力传感器（6）包括第四光纤纤芯（601）和第二检测腔体（602）；所述第二检测腔体（602）设置于所述第四光纤纤芯（601）端部。

6.根据权利要求1所述的一种基于光纤点式传感器的空气动力学测试系统，其特征在于，还包括传感器尾纤（3）；所述光纤点式传感器通过所述传感器尾纤（3）连接于调解模块（1）；所述测点（5）设置于测试模型（4）上，且所述光纤点式传感器设置于所述测点（5）上。

7.一种根据权利要求1所述的一种基于光纤点式传感器的空气动力学测试系统的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

检测测点（5）处的空气参数变化量；

建立测点（5）处空气参数变化量与空气动力学参数之间的映射关系；

根据所述映射关系将测点（5）处的空气参数变化量转换为测点（5）处的空气动力学参数；

当对所述映射关系进行标定时，向所述测点（5）处通入测试气体；

连续改变所述测试气体的空气动力学参数，并对所述测点（5）处测试气体的空气参数变化量连续检测生成空气参数变化量数组；所述空气参数变化量数组对应于连续改变的所述测试气体的空气动力学参数；

将连续改变的所述测试气体的空气动力学参数和所述空气参数变化量数组进行拟合生成所述映射关系完成标定。