中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所闵夫获国家专利权
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龙图腾网获悉中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所申请的专利一种光纤应变计的温度自修正装置及方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN110736576B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-08发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:201911197886.2,技术领域涉及:G01L1/24;该发明授权一种光纤应变计的温度自修正装置及方法是由闵夫;解真东;杨彦广;冉曾令;邱华诚;皮兴才;李绪国;冯双;毛春满;龙正义;李杰;王宏宇;王杰设计研发完成,并于2019-11-29向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种光纤应变计的温度自修正装置及方法在说明书摘要公布了:本发明涉及光纤传感技术领域,尤其涉及一种光纤应变计的温度自修正装置及方法。该装置利用两个相对间隔设置的温度补偿片,两个温度补偿片通过各自的外端面远离另一个温度补偿片的端面与基底固定,其能够安装两个光纤应变计,且每个光纤应变计通过两个固定点固定,其中两个光纤应变计的固定点距离不相同,两个温度补偿片的热膨胀系数相同并大于基底的热膨胀系数,确保两个光纤应变计的温度灵敏度的差异,温度补偿片与基底之间的热膨胀至少能够部分抵消,在增大应变灵敏度的同时,能够减小温度灵敏度,减小消除热输出对光纤应变计测量结果的影响,并且结构简单,安装方便。自修正方法能够消除热输出对光纤应变计测量结果的影响。
本发明授权一种光纤应变计的温度自修正装置及方法在权利要求书中公布了:1.一种光纤应变计的温度自修正方法,其特征在于:采用光纤应变计的温度自修正装置进行温度自修正,所述温度自修改装置包括第一温度补偿片,所述第一温度补偿片上设有两个平行间隔设置的光纤走线槽,分别为第一光纤走线槽和第二光纤走线槽,所述第一光纤走线槽内设有第一光纤固定点,所述第二光纤走线槽内设有第二光纤固定点; 第二温度补偿片,所述第二温度补偿片上设有两个平行间隔设置的光纤走线槽,分别为第三光纤走线槽和第四光纤走线槽,所述第三光纤走线槽内设有第三光纤固定点,所述第四光纤走线槽内设有第四光纤固定点; 所述第一温度补偿片和所述第二温度补偿片间隔相对固定在基底上侧面,使所述第一温度补偿片和所述第二温度补偿片之间形成膨胀间隙,在所述第一温度补偿片和所述第二温度补偿片发生热膨胀变形时,避免所述第一温度补偿片和所述第二温度补偿片直接接触; 所述第一温度补偿片通过其远离所述第二温度补偿片的端面与所述基底固定,所述第二温度补偿片通过其远离所述第一温度补偿片的端面与所述基底固定; 所述第一光纤走线槽与所述第三光纤走线槽间隔所述膨胀间隙同槽向相对,用于容纳第一光纤应变计,在所述第一光纤固定点处和所述第三光纤固定点处固定所述第一光纤应变计,所述第一光纤应变计的敏感头位于所述第一光纤固定点和所述第三光纤固定点之间,所述第一光纤固定点和所述第三光纤固定点之间距离为第一安装距离; 所述第二光纤走线槽和所述第四光纤走线槽间隔所述膨胀间隙同槽向相对,用于容纳第二光纤应变计,在所述第二光纤固定点处和所述第四光纤固定点处固定所述第二光纤应变计,所述第二光纤应变计的敏感头位于所述第二光纤固定点和所述第四光纤固定点之间,所述第二光纤固定点和所述第四光纤固定点之间距离为第二安装距离; 所述第一安装距离小于所述第二安装距离; 所述第一温度补偿片和所述第二温度补偿片的热膨胀系数相同且大于所述基底的热膨胀系数; 所述温度自修正方法包括以下步骤: S1、通过公式L1·α1-L1-L2·α2=0确定两个光纤应变计的理论上的理想安装距离L2; 其中,α1为基底的热膨胀系数,α2为第一温度补偿片和第二温度补偿片的热膨胀系数,L1为第一温度补偿片的安装点与第二温度补偿片的安装点之间的距离; S2、确定第一安装距离L3和第二安装距离L4: L3=L2-ΔL3; L4=L2+ΔL4; 其中,0ΔL3L2-L5,0ΔL4L1-L2,L5为膨胀间隙的宽度,其满足以下关系:0L5L2; S3、根据步骤S1和步骤S2得到第一光纤应变计和第二光纤应变计的应变量与基底应变量以及温度变化的关系式: 其中,ε基底为基底的应变量,ε3为第一光纤应变计的应变量,ε4为第二光纤应变计的应变量,ΔT为温度变化量; S4、求解步骤S3中的关系式得到与温度无关的关系式如下: 其中,εsum为第一光纤应变计和第二光纤应变计的耦合应变量。
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