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一种光纤高温应变传感器预紧量控制装置和控制方法
发布时间: 2025-05-16
基本信息
合作方式：
技术许可
成果类型：
发明专利
行业领域：
航空航天技术,新能源,化工
成果介绍
本发明专利“一种光纤高温应变传感器预紧量控制装置和控制方法”由武汉理工大学谭跃刚团队研发，针对高温环境下金属基体应变测量的技术难题，提出了一种创新的解决方案。该装置通过预置可熔垫片，在光纤与待测金属基体之间预留补偿量，有效解决了高温（600℃以上）条件下光纤传感器因热膨胀导致的测量失效问题。装置包含入射光纤、出射光纤、飞秒光纤光栅及垫片，通过精确控制预紧量，确保温度升高时金属基体的轴向膨胀量与光纤预留量匹配，从而将应变准确传递至光栅，实现高温环境下的高精度应变监测。本技术具有结构简单、耐高温、测量精度高等特点，适用于极端工况下的长期稳定测量。
成果亮点
高温适应性：垫片在≤400℃时完全流失，避免材料残留，确保传感器在600℃~1000℃高温下稳定工作，突破了传统光纤光栅传感器的温度限制。
精准预紧控制：通过数学公式精确计算预紧量（Δ𝑙=√(𝑛ℎ)²+(𝐿−𝑘/2)²−(𝐿−𝑘/2)），确保金属基体热膨胀与光纤补偿量匹配，应变传递效率达100%。
创新结构设计：采用对称布置的立方体垫片和飞秒光纤光栅，结构紧凑，安装便捷，且可通过叠加垫片灵活调整预紧量。
多领域适用性：适用于航空航天发动机、石油化工管道等高温场景的应变监测，填补了高温环境下高精度传感的技术空白。
材料优化：垫片选用PP基胶带（熔点≤200℃），结合高温陶瓷胶固定，兼顾耐高温性与粘结可靠性
团队介绍
本专利由武汉理工大学谭跃刚教授领衔，团队成员包括杨彩霞、刘繄、李志强等科研骨干。团队长期致力于光纤传感技术及高温测量领域的研究，拥有丰富的理论积淀和工程实践经验。依托武汉理工大学在材料科学与工程领域的学科优势，团队已开发多项高性能传感器技术，成果广泛应用于工业检测与安全监测领域。本专利的研发得到了湖北省洪山区珞狮路122号实验室的全面支持，展现了团队在解决极端环境测量问题上的创新能力。
成果资料
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