圆筒结构热扩散率的光纤光栅测量系统

摘要

本实用新型涉及一种圆筒结构热扩散率的光纤光栅测量系统，属于测量技术领域。该系统由该测量系统包括加热水箱（1）、水泵（2）、待测圆筒（5）、控制阀（10）、内壁热电偶（3）、外壁热电偶（4）、内壁光纤光栅传感器（7）、外壁光纤光栅传感器（8）。该测量方法需要首先测量粘贴在结构表面的光纤光栅中心波长随温度的变化情况，计算得到温度与光栅中心波长函数关系；其次是用流动的热水加热圆筒结构，测量光纤光栅中心波长随时间变化情况，得到时间与光纤光栅中心波长函数关系；然后根据傅里叶第二定律和边界条件，求解得到温度时间函数，最后根据傅里叶一维热传导方程，计算材料的热扩散率。

主权项

一种圆筒结构热扩散率的光纤光栅测量系统，用于测量轴向长度大于5倍外径的圆筒结构的热扩散率，其特征在于：该测量系统包括加热水箱（1）、水泵（2）、待测圆筒（5）、控制阀（10）、内壁热电偶（3）、外壁热电偶（4）、内壁光纤光栅传感器（7）、外壁光纤光栅传感器（8）；上述待测圆筒（5）的一端通过第一热绝缘密封材料（6‑1）密封、另一端通过第二热绝缘密封材料（6‑2）密封；上述加热水箱（1）的出口与水泵（2）的进口相连，水泵（2）的出口分成两路，一路穿过第一热绝缘密封材料（6‑1）与待测圆筒（5）内部相连通，另一路经过泄流阀（9）连接水槽；加热水箱（1）的进口处的管路经过控制阀（10）后穿过第二热绝缘密封材料（6‑2）与待测圆筒（5）内部相连通；上述内壁光纤光栅传感器（7）和外壁光纤光栅传感器（8）位置相对应分别固定在待测圆筒（5）的内壁和外壁;上述内壁热电偶（3）和外壁热电偶（4）位置相对应分别位于待测圆筒（5）的内壁和外壁；上述内壁光纤光栅传感器（7）、外壁光纤光栅传感器（8）的光栅部分，内壁热电偶（3）和外壁热电偶（4）的探头部分均位于待测圆筒（5）轴向长度1/2处；上述内壁光纤光栅传感器（7）、和外壁光纤光栅传感器（8）的引线与光纤光栅解调仪相连。