[实用新型]蓝宝石光纤光栅超高温应变测试装置

说明书

一种蓝宝石光纤光栅超高温应变测试装置，宽带光源用光导纤维与环形器相连，环形器用光导纤维与位移台和光谱仪相连，设置在高温炉内的温度应变复合传感器用光导纤维与位移台和应变计相连。本实用新型可以满足超高温恶劣环境下的温度、应变同时监测，测量灵敏度高、精度高，有效地解决温度和应变双参量交叉敏感的问题，温度检测范围为室温～1400℃，应变检测范围为0～500με，扩大了温度检测范围。

技术领域

本实用新型属于温度和应变测试装置技术领域，具体涉及到蓝宝石光纤光栅超高温应变测试装置。

背景技术

航空航天、冶金工业以及石油化工等超高温环境下的应变测量一直都是传感监测领域的难点，恶劣的超高温环境会影响传统电类传感器和测量仪表的性能，光导纤维传感器具有结构简单、抗电磁干扰、测量精度高、测量动态范围大等优点，在超高温环境下的应变监测中具有广阔应用前景。目前使用光导纤维传感技术的光纤高温应变传感器存在温度应变交叉敏感、测量量程有限，1000℃以上超高温环境，材料机械强度下降，限制了超高温领域光纤传感的应用范围。

蓝宝石单晶(Al₂O₃)熔化温度为2040℃，具有高强度、高硬度、高耐热性、高抗腐蚀性等优点，将蓝宝石光纤经过封装后可长期应用于1400℃的超高温环境，是监测超高温度的理想部件。

现有的石英光纤复合传感器，其结构实质是EFPI应变传感器与耐高温FBG传感器的复用，但是只能满足600℃以下的温度和应变的同时监测，不能用于1400℃的温度、应变同时监测。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于克服上述现有技术的缺点，提供一种灵敏度高、测量精度高、测量温度范围大、在1400℃的温度下可监测应变的蓝宝石光纤光栅超高温应变测试装置。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：宽带光源用光导纤维与环形器相连，环形器用光导纤维与位移台和光谱仪相连，设置在高温炉内的温度应变复合传感器用光导纤维与位移台和应变计相连。

本实用新型的温度应变复合传感器为：蓝宝石光纤的左端刻写有第一光栅、右端刻写有位于毛细玻璃管内的第二光栅，蓝宝石光纤的右端用高温陶瓷胶与毛细玻璃管粘接，高温陶瓷胶凝固后形成一层高温陶瓷胶粘层。

本实用新型的第一光栅与第二光栅之间的距离为20～30mm，高温陶瓷胶粘层位于第一光栅与第二光栅间，高温陶瓷胶粘层的左端面与毛细玻璃管的左端面在同一平面内。

本实用新型的毛细玻璃管的外径小于500μm。

本实用新型的第一光栅和第二光栅的栅区长度为10mm，第一光栅的中心波长为1520～1590nm,第二光栅的中心波长为1510～1580nm,第二光栅的中心波长小于第一光栅的中心波长。

由于本实用新型采用了温度应变复合传感器，温度应变复合传感器采用毛细玻璃管封装第二光栅，使第二光栅只响应温度，而第一光栅同时响应温度和应变，根据第二光栅的第二中心波长变化量，推导出蓝宝石光纤光栅超高温应变传感器所在的环境的温度；根据第一光栅的第一中心波长变化量和第二光栅的第二中心波长变化量，得到蓝宝石光纤光栅超高温应变传感器的应变。本实用新型可以满足超高温恶劣环境下的温度、应变同时监测，测量灵敏度高、精度高，可以有效地解决温度和应变双参量交叉敏感的问题，温度检测范围为室温～1400℃，应变检测范围为0～500με，扩大了温度检测范围。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的结构示意图。

图2是图1中温度应变复合传感器5的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步详细说明，但本实用新型不限于下述的实施方式。

实施例1