基于F-P光纤传感器的高温应变测试装置及其安装方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910267657.7 (22)申请日 2019.04.03 (71)申请人 西北工业大学 地址 710072 陕西省西安市碑林区友谊西 路127号 (72)发明人 温志勋岳珠峰李飞吴子燕 吴家骥 (74)专利代理机构 北京律智知识产权代理有限 公司 11438 代理人 阚梓瑄 (51)Int.Cl. G01D 5/353(2006.01) G01B 11/16(2006.01) (54)发明名称 基于F-P光纤传感器的高温应变测试装置及 其安装方法 (57)摘要 本公开涉。

2、及测试技术领域， 尤其涉及一种基 于F-P光纤传感器的高温应变测试装置及其安装 方法， 用于对待测试件进行应变测试。 该高温应 变测试装置包括支架组件和传感器组件， 其中： 支架组件包括相对设置的第一支架和第二支架， 第一支架和第二支架用于与待测试件连接； 传感 器组件包括第一F-P光纤传感器和第二F-P光纤 传感器， 第一F-P光纤传感器的两端分别与第一 支架和第二支架固定连接， 第二F-P光纤传感器 与第一支架和第二支架中的一者固定连接， 与另 一者相对独立。 该高温应变测试装置能够减小高 温下待测试件应变的测量误差。 权利要求书2页 说明书8页 附图2页 CN 110044398 A 2。

3、019.07.23 CN 110044398 A 1.一种基于F-P光纤传感器的高温应变测试装置， 用于对待测试件进行应变测试， 其特 征在于， 所述基于F-P光纤传感器的高温应变测试装置包括： 支架组件， 包括相对设置的第一支架和第二支架， 所述第一支架和所述第二支架用于 与所述待测试件连接； 传感器组件， 包括第一F-P光纤传感器和第二F-P光纤传感器， 所述第一F-P光纤传感器 的两端分别与所述第一支架和所述第二支架固定连接， 所述第二F-P光纤传感器与所述第 一支架和所述第二支架中的一者固定连接， 与另一者相对独立。 2.根据权利要求1所述的基于F-P光纤传感器的高温应变测试装置， 其。

4、特征在于， 所述 第一F-P光纤传感器和所述第二F-P光纤传感器均包括： 第一毛细玻璃管； 第二毛细玻璃管， 套设于所述第一毛细玻璃管内， 并可与所述第一毛细玻璃管相对移 动； 第一光纤， 固定于所述第一毛细玻璃管内， 且所述第一光纤上靠近所述第二毛细玻璃 管的端面为第一反射面； 第二光纤， 固定于所述第二毛细玻璃管内， 且所述第二光纤上靠近所述第一毛细玻璃 管的端面为第二反射面， 所述第二反射面与所述第一反射面相对且平行设置； 其中， 所述第一F-P光纤传感器的第一毛细玻璃管与所述第一支架固定连接， 所述第一 F-P光纤传感器的第二毛细玻璃管与所述第二支架固定连接； 所述第二F-P光纤传感器。

5、的第 一毛细玻璃管与所述第一支架固定连接， 所述第二F-P光纤传感器的第二毛细玻璃管悬空 设于所述第二支架， 以使所述第二F-P光纤传感器的第二毛细玻璃管和所述第二支架相对 独立。 3.根据权利要求1所述的基于F-P光纤传感器的高温应变测试装置， 其特征在于， 所述 第一支架和所述第二支架均采用碳-碳复合材料制作。 4.根据权利要求1所述的基于F-P光纤传感器的高温应变测试装置， 其特征在于， 所述第一支架远离所述待测试件的端面设有第一定位凹槽， 所述第二支架远离所述待 测试件的端面设有第二定位凹槽， 所述第一F-P光纤传感器的两端分别固定于所述第一定 位凹槽和所述第二定位凹槽。 5.根据权利。

6、要求4所述的基于F-P光纤传感器的高温应变测试装置， 其特征在于， 所述 第一定位凹槽和所述第二定位凹槽的轮廓均呈半圆形。 6.根据权利要求4所述的基于F-P光纤传感器的高温应变测试装置， 其特征在于， 所述 第一定位凹槽和所述第二定位凹槽的内壁均涂有热绝缘层。 7.根据权利要求4所述的基于F-P光纤传感器的高温应变测试装置， 其特征在于， 所述 支架组件还包括： 第一固定件， 罩设在所述第一F-P光纤传感器的一端上， 并与所述第一定位凹槽相对设 置， 且所述第一固定件与所述第一支架固定连接， 以将所述第一F-P光纤传感器的一端压紧 在所述第一定位凹槽内； 第二固定件， 罩设在所述第一F-P光。

7、纤传感器的另一端上， 并与所述第二定位凹槽相对 设置， 且所述第二固定件与所述第二支架固定连接， 以将所述第一F-P光纤传感器的另一端 压紧在所述第二定位凹槽内。 权利要求书 1/2 页 2 CN 110044398 A 2 8.根据权利要求1所述的基于F-P光纤传感器的高温应变测试装置， 其特征在于， 所述 第一支架及所述第二支架的一端均设置有卡槽， 所述卡槽用于与所述待测试件卡接。 9.根据权利要求8所述的基于F-P光纤传感器的高温应变测试装置， 其特征在于， 所述 支架组件还包括： 连接件， 所述连接件的两端分别与所述卡槽的两侧壁连接， 以将所述待测试件压紧在 所述卡槽内。 10.一种基。

8、于F-P光纤传感器的高温应变测试装置的安装方法， 用来安装权利要求19 中任意一项所述的基于F-P光纤传感器的高温应变测试装置， 其特征在于， 所述安装方法包 括： 将所述第一支架和所述第二支架固定在所述待测试件上， 且所述第一支架和所述第二 支架相对设置； 将所述第一F-P光纤传感器两端分别与所述第一支架和所述第二支架固定连接； 将所述第二F-P光纤传感器与所述第一支架和所述第二支架中的一者固定连接， 并与 另一者相对独立。 权利要求书 2/2 页 3 CN 110044398 A 3 基于F-P光纤传感器的高温应变测试装置及其安装方法 技术领域 0001 本公开涉及测试技术领域， 尤其涉及。

9、一种基于F-P光纤传感器的高温应变测试装 置及其安装方法。 背景技术 0002 光纤传感器是一种能够将被测对象的状态转变为可测的光信号的传感器， 相比于 传统的应变传感器， 光纤传感器具有体积小、 质量轻、 灵敏度高等特点， 因此被广泛应用在 火箭推进系统、 航天器的关键部位以及建筑结构的健康预警等领域。 0003 其中， F-P(Fabry-Perot， 法布里-珀罗)光纤传感器具有F-P腔， 通常是用两根光纤 的端面平行放置所构成， 两个端面相当于两个镜面， 光线在两个镜面间可多次反射。 在F-P 光纤传感器的使用过程中， 可利用多光束的干涉现象测量出腔长的变化， 以实现对待测试 件较大应。

10、变的精准测量。 0004 现有技术中， 应变测试装置中的F-P光纤传感器的腔长很容易受到高温的影响， 进 而使待测试件应变的测量误差较大。 0005 所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解， 因此它可 以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。 发明内容 0006 本公开的目的在于提供一种基于F-P光纤传感器的高温应变测试装置及其安装方 法， 能够减小高温下待测试件应变的测量误差。 0007 为实现上述发明目的， 本公开采用如下技术方案： 0008 根据本公开的一个方面， 提供一种基于F-P光纤传感器的高温应变测试装置， 用于 对待测试件进行应变测试， 包括：。

11、 0009 支架组件， 包括相对设置的第一支架和第二支架， 所述第一支架和所述第二支架 用于与所述待测试件连接； 0010 传感器组件， 包括第一F-P光纤传感器和第二F-P光纤传感器， 所述第一F-P光纤传 感器的两端分别与所述第一支架和所述第二支架固定连接， 所述第二F-P光纤传感器与所 述第一支架和所述第二支架中的一者固定连接， 与另一者相对独立。 0011 在本公开的一种示例性实施例中， 所述第一F-P光纤传感器和所述第二F-P光纤传 感器均包括： 0012 第一毛细玻璃管； 0013 第二毛细玻璃管， 套设于所述第一毛细玻璃管内， 并可与所述第一毛细玻璃管相 对移动； 0014 第一。

12、光纤， 固定于所述第一毛细玻璃管内， 且所述第一光纤上靠近所述第二毛细 玻璃管的端面为第一反射面； 0015 第二光纤， 固定于所述第二毛细玻璃管内， 且所述第二光纤上靠近所述第一毛细 说明书 1/8 页 4 CN 110044398 A 4 玻璃管的端面为第二反射面， 所述第二反射面与所述第二反射面相对且平行设置； 0016 其中， 所述第一F-P光纤传感器的第一毛细玻璃管与所述第一支架固定连接， 所述 第一F-P光纤传感器的第二毛细玻璃管与所述第二支架固定连接； 所述第二F-P光纤传感器 的第一毛细玻璃管与所述第一支架固定连接， 所述第二F-P光纤传感器的第二毛细玻璃管 悬空设于所述第二支。

13、架， 以使所述第二F-P光纤传感器的第二毛细玻璃管和所述第二支架 相对独立。 0017 在本公开的一种示例性实施例中， 所述第一支架和所述第二支架均采用碳-碳复 合材料制作。 0018 在本公开的一种示例性实施例中， 所述第一支架远离所述待测试件的端面设有第 一定位凹槽， 所述第二支架远离所述待测试件的端面设有第二定位凹槽， 所述第一F-P光纤 传感器的两端分别固定于所述第一定位凹槽和所述第二定位凹槽。 0019 在本公开的一种示例性实施例中， 所述第一定位凹槽和所述第二定位凹槽的轮廓 均呈半圆形。 0020 在本公开的一种示例性实施例中， 所述第一定位凹槽和所述第二定位凹槽的内壁 均涂有热绝。

14、缘层。 0021 在本公开的一种示例性实施例中， 所述支架组件还包括： 0022 第一固定件， 罩设在所述第一F-P光纤传感器的一端上， 并与所述第一定位凹槽相 对设置， 且所述第一固定件与所述第一支架固定连接， 以将所述第一F-P光纤传感器的一端 压紧在所述第一定位凹槽内； 0023 第二固定件， 罩设在所述第一F-P光纤传感器的另一端上， 并与所述第二定位凹槽 相对设置， 且所述第二固定件与所述第二支架固定连接， 以将所述第一F-P光纤传感器的另 一端压紧在所述第二定位凹槽内。 0024 在本公开的一种示例性实施例中， 所述第一支架及所述第二支架的一端均设置有 卡槽， 所述卡槽用于与所述待。

15、测试件卡接。 0025 在本公开的一种示例性实施例中， 所述支架组件还包括： 0026 连接件， 所述连接件的两端分别与所述卡槽的两侧壁连接， 以将所述待测试件压 紧在所述卡槽内。 0027 根据本公开的另一个方面， 提供一种基于F-P光纤传感器的高温应变测试装置的 安装方法， 用来安装上述任意一项所述的基于F-P光纤传感器的高温应变测试装置， 所述安 装方法包括： 0028 将所述第一支架和所述第二支架固定在所述待测试件上， 且所述第一支架和所述 第二支架相对设置； 0029 将所述第一F-P光纤传感器两端分别与所述第一支架和所述第二支架固定连接； 0030 将所述第二F-P光纤传感器与所述。

16、第一支架和所述第二支架中的一者固定连接， 并与另一者相对独立。 0031 本公开提供的基于F-P光纤传感器的高温应变测试装置及其安装方法， 在设置时， 支架组件的第一支架和第二支架固定在待测试件上， 第一F-P光纤传感器和第二F-P光纤传 感器的规格可完全相同， 其中， 第一F-P光纤传感器的一端固定于第一支架、 另一端固定于 第二支架， 而第二F-P光纤传感器的一端固定于第一支架或第二支架、 另一端悬空设置， 并 说明书 2/8 页 5 CN 110044398 A 5 与另一个支架相对独立。 在待测试件受拉或受压发生变形时， 第一支架和第二支架发生相 对移动， 则第一F-P光纤传感器的F-。

17、P腔的腔长随第一支架和第二支架的相对移动而发生变 化， 再根据该腔长的变化量可推导出待测试件的应变情况； 而第二F-P光纤传感器只有一端 与第一支架或第二支架中的一者固定连接， F-P腔的腔长不会随第一支架和第二支架的相 对移动而发生变化， 该F-P腔的腔长仅在受热膨胀时发生变化， 所以第二F-P光纤传感器用 来测量温度对其F-P腔的腔长的影响； 最后， 结合温度对第二F-P光纤传感器的F-P腔的腔长 的影响， 对第一F-P光纤传感器的F-P腔的腔长的变化量进行补偿修正， 以获得高温环境下 待测试件较为真实的应变量。 所以， 该测试装置能够减小高温下待测试件应变的测量误差， 而本公开提供的基于。

18、F-P光纤传感器的高温应变测试装置的安装方法用于实现对本申请中 的高温应变测试装置的安装， 此处不再赘述。 附图说明 0032 此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分， 示出了符合本公开的实施 例， 并与说明书一起用于解释本公开的原理。 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本公开 的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据 这些附图获得其他的附图。 0033 图1为本公开实施方式基于F-P光纤传感器的高温应变测试装置的结构示意图。 0034 图2为本公开实施方式基于F-P光纤传感器的高温应变测试装置的俯视图。 0035 图3为本公开实施方式基。

19、于F-P光纤传感器的高温应变测试装置的侧视图。 0036 图4为本公开实施方式基于F-P光纤传感器的高温应变测试装置的固定示意图。 0037 图中： 100、 基于F-P光纤传感器的高温应变测试装置； 1、 待测试件； 2、 支架组件； 20、 第一支架； 200、 第一定位凹槽； 201、 卡槽； 21、 第二支架； 210、 第二定位凹槽； 23、 第一固 定件； 24、 第二固定件； 25、 连接件； 3、 传感器组件； 30、 第一F-P光纤传感器； 300、 第一毛细玻 璃管； 301、 第二毛细玻璃管； 302、 第一光纤； 303、 第二光纤； 31、 第二F-P光纤传感器； 4。

20、、 力学 测试机； 5、 加热炉。 具体实施方式 0038 现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。 然而， 示例实施方式能够以多种形 式实施， 且不应被理解为限于在此阐述的实施方式； 相反， 提供这些实施方式使得本发明将 全面和完整， 并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。 图中相同的附图 标记表示相同或类似的结构， 因而将省略它们的详细描述。 0039 虽然本说明书中使用相对性的用语， 例如 “上”“下” 来描述图标的一个组件对于另 一组件的相对关系， 但是这些术语用于本说明书中仅出于方便， 例如根据附图中所述的示 例的方向。 能理解的是， 如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，。

21、 则所叙述在 “上” 的组件将会 成为在 “下” 的组件。 当某结构在其它结构 “上” 时， 有可能是指某结构一体形成于其它结构 上， 或指某结构 “直接” 设置在其它结构上， 或指某结构通过另一结构 “间接” 设置在其它结 构上。 0040 用语 “一个” 、“一” 、“该” 、“所述” 用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等； 用 语 “包括” 和 “具有” 用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部 说明书 3/8 页 6 CN 110044398 A 6 分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等； 用语 “第一” 、“第二” 仅作为标记使用， 不是 对其对象的数量。

22、限制。 0041 为了解决现有技术中应变测试装置的F-P光纤传感器的腔长易受高温影响的问 题， 本公开提供一种基于F-P光纤传感器的高温应变测试装置100， 用于对待测试件1进行应 变测试。 0042 待测试件1可以由复合材料或合金材料等材料制作而成， 并能用来检测上述复合 材料或合金材料的相关力学性能， 该力学性能可包括拉压性能、 弯曲性能或剪切性能等， 此 处不再一一列举。 0043 如图1所示， 该待测试件1的形状可以为两端尺寸大、 中间尺寸小， 其中： 待测试件1 的中间部位为核心变形区域， 而尺寸大的两端部位可设有夹持孔， 并可通过该夹持孔将待 测试件1夹持在施力装置上， 该施力装置。

23、用来对待测试件1施加拉力或压力， 以使待测试件1 发生变形。 当然， 待测试件1的形状也可以为两端尺寸和中间尺寸相同， 此处不作特殊限定。 0044 本申请的基于F-P光纤传感器的高温应变测试装置100可包括支架组件2和传感器 组件3， 其中： 支架组件2包括相对设置的第一支架20和第二支架21， 第一支架20和第二支架 21用于与待测试件1连接； 而传感器组件3包括第一F-P光纤传感器30和第二F-P光纤传感器 31， 第一F-P光纤传感器30的两端分别与第一支架20和第二支架21固定连接， 第二F-P光纤 传感器31与第一支架20和第二支架21中的一者固定连接， 与另一者相对独立。 004。

24、5 在待测试件1受拉或受压发生变形时， 第一支架20和第二支架21发生相对移动， 则 第一F-P光纤传感器30的F-P腔的腔长随第一支架20和第二支架21的相对移动而发生变化， 再根据该腔长的变化量可推导出待测试件1的应变情况； 而第二F-P光纤传感器31只有一端 与第一支架20或第二支架21中的一者固定连接， 其F-P腔的腔长不会随第一支架20和第二 支架21的相对移动而发生变化， 该F-P腔的腔长仅在受热膨胀时发生变化， 所以第二F-P光 纤传感器31用来测量温度对其F-P腔的腔长的影响； 最后， 结合温度对第二F-P光纤传感器 31的F-P腔的腔长的影响， 对第一F-P光纤传感器30的F。

25、-P腔的腔长的变化量进行补偿修正， 也就是说， 用第一F-P光纤传感器30的F-P腔的腔长变化量减去第二F-P光纤传感器31的F-P 腔的腔长变化量， 以获得高温环境下待测试件1较为真实的应变量。 所以， 该测试装置能够 减小高温下待测试件1应变的测量误差， 而本公开提供的基于F-P光纤传感器的高温应变测 试装置的安装方法用于实现对本申请中的基于F-P光纤传感器的高温应变测试装置100的 安装。 0046 下面结合附图对本公开实施方式提供的基于F-P光纤传感器的高温应变测试装置 100进行详细说明： 0047 如图1所示， 支架组件2可设于待测试件1， 用来为传感器组件3提供支撑。 0048 。

26、支架组件2可包括第一支架20和第二支架21， 第一支架20和第二支架21相对设置， 并用于与待测试件1连接。 当然， 支架组件2也可包括第三支架， 该第三支架和第一支架20及 第二支架21共同支撑传感器组件3， 此处不作特殊限定。 0049 因为该基于F-P光纤传感器的高温应变测试装置100可用于在高温下对待测试件1 进行检测， 所以第一支架20和第二支架21均可采用碳-碳复合材料等热膨胀率低的材料进 行制作， 以使第一支架20和第二支架21在受热时发生的变形较小， 则传感器组件3的F-P腔 的腔长受第一支架20和第二支架21自身变形的影响较小， 进而提高了传感器组件3的测量 说明书 4/8 。

27、页 7 CN 110044398 A 7 精度。 0050 第一支架20和第二支架21的结构可相同或不同， 优选地， 可使第一支架20和第二 支架21的结构完全相同， 以简化该基于F-P光纤传感器的高温应变测试装置100的结构和试 验的准备过程。 其中： 0051 第一支架20远离待测试件1的端面可设有第一定位凹槽200， 而第二支架21远离待 测试件1的端面可设有第二定位凹槽210， 第一定位凹槽200和第二定位凹槽210能够方便传 感器组件3的快速定位， 并能够支撑传感器组件3的两端。 0052 举例而言， 由于传感器组件3通常为圆管状， 因此， 为了增大传感器组件3与第一定 位凹槽200。

28、及第二定位凹槽210的接触面积， 可将第一定位凹槽200和第二定位凹槽210的轮 廓设置成半圆形， 以使第一支架20及第二支架21能与圆管状的传感器组件3更好地配合。 当 然， 如果传感器组件3的形状为矩形或菱形等， 对应地， 第一定位凹槽200和第二定位凹槽 210的轮廓也为矩形或菱形等， 此处不作特殊限定。 0053 需要注意的是， 在高温环境下传感器组件3的F-P腔的腔长会受到影响， 进而会降 低传感器组件3的测量精度， 因此， 为了减少待测试件1通过第一支架20及第二支架21向传 感器组件3传递的热量， 可在第一定位凹槽200和第二定位凹槽210的内壁涂覆热绝缘层， 该 绝缘层可以为高。

29、温陶瓷或复合材料等， 此处不再一一列举。 0054 第一支架20和第二支架21的另一端均可设有卡槽201， 该卡槽201用来与待测试件 1中间部位的侧壁相贴合， 以实现第一支架20及第二支架21与待测试件1的卡接， 且第一支 架20和第二支架21卡接于待测试件1的核心变形区域的两侧。 易于理解的是， 可使卡槽201 的内壁的粗糙度较大一些， 以增大卡槽201待测试件1的摩擦力， 进而保证第一支架20及第 二支架21能与待测试件1紧固卡接。 0055 如图3所示， 本公开实施方式提供的支架组件2还可包括连接件25， 该连接件25的 两端可分别与卡槽201的两侧壁连接， 以将待测试件1压紧在该卡槽。

30、201内。 0056 举例而言， 连接件25可包括螺栓和螺母等， 此时， 该卡槽201可具有突出待测试件1 的突出部， 且该突出部可设有通孔， 在连接件25的螺栓穿过该通孔后， 再用连接件25的螺母 对螺栓进行锁紧， 则该卡槽201的两侧受压， 所以该卡槽201的两侧壁能紧紧地贴合在待测 试件1上， 进而保证了第一支架20及第二支架21与待测试件1的卡接。 需要注意的是， 为了防 止待测试件1的受力变形引起使连接件25的螺栓及螺母的约束失效， 因此， 可在该螺栓、 螺 母和待测试件1之间涂抹高温胶或水泥胶， 以对第一支架20及第二支架21与待测试件1的连 接进行加固。 0057 当然， 连接件。

31、25还可为其他结构， 能对第一支架20和待测试件1的连接进行加固即 可， 此处不再一一列举。 0058 如图1所示， 传感器组件3可包括第一F-P光纤传感器30和第二F-P光纤传感器31， 第一F-P光纤传感器30和第二F-P光纤传感器31可平行设置， 以简化传感器组件3的安装过 程， 其中： 0059 第一F-P光纤传感器30的两端可分别与第一支架20和第二支架21固定连接。 在待 测试件1受拉或受压发生变形时， 第一支架20和第二支架21发生相对移动， 则第一F-P光纤 传感器30的F-P腔的腔长随第一支架20和第二支架21的相对移动而发生变化。 0060 第二F-P光纤传感器31可与第一。

32、支架20和第二支架21中的一者固定连接， 与另一 说明书 5/8 页 8 CN 110044398 A 8 者相对独立。 在待测试件1受拉或受压发生变形时， 第二F-P光纤传感器31的F-P腔的腔长不 会随第一支架20和第二支架21的相对移动而发生变化， 该F-P腔的腔长仅在受热膨胀时发 生变化， 所以第二F-P光纤传感器31用来测量温度对其F-P腔的腔长的影响。 0061 第一F-P光纤传感器30和第二F-P光纤传感器31的规格可相同或不同， 优选地， 可 使第一F-P光纤传感器30和第二F-P光纤传感器31的规格完全相同， 以方便试验的准备过 程。 0062 举例而言， 第一F-P光纤传感。

33、器30和第二F-P光纤传感器31均可包括第一毛细玻璃 管300、 第二毛细玻璃管301、 第一光纤302和第二光纤303， 其中： 0063 第二毛细玻璃管301可套设于第一毛细玻璃管300内， 并可与第一毛细玻璃管300 相对移动； 第一光纤302可固定于第一毛细玻璃管300内， 且第一光纤302上靠近第二毛细玻 璃管301的端面为第一反射面； 第二光纤303可固定于第二毛细玻璃管301内， 且第二光纤 303上靠近第一毛细玻璃管300的端面为第二反射面， 该第二反射面与第一光纤302的第一 反射面相对且平行设置， 以形成有预定腔长的F-P腔。 0064 第一光纤302上与第一反射面相反的一。

34、端可具有接头， 该接头用于与调制解调仪 连接， 该调制解调仪用来对F-P腔的腔长进行精确测量。 需要注意的是， 在待测试件1受力变 形的过程中， 第一光纤302不能从第一毛细玻璃管300中抽出， 第二光纤303也不能从第二毛 细玻璃管301中抽出， 以对待测试件1的应变的变化情况进行测量。 0065 再结合前文对支架组件2的描述， 则第一F-P光纤传感器30的第一毛细玻璃管300 可固定在第一支架20的第一定位凹槽200上， 而第一F-P光纤传感器30的第二毛细玻璃管 301可固定在第二支架21的第二定位凹槽210上； 第二F-P光纤传感器31的第一毛细玻璃管 300可固定在第一支架20的第一。

35、定位凹槽200上， 而第二F-P光纤传感器31的第二毛细玻璃 管301可悬空设于第二支架21的第二定位凹槽210， 以使第二F-P光纤传感器31的第二毛细 玻璃管301与第二支架21相对独立。 0066 需要注意的是， 因为第一F-P光纤传感器30和第二F-P光纤传感器31均设于第一支 架20及第二支架21， 所以， 第一支架20的第一定位凹槽200及第二支架21的第二定位凹槽 210的数量均为两个。 另外， 因为第二毛细玻璃管301套设于第一毛细玻璃管300内， 则第一 毛细玻璃管300的尺寸大于第二毛细玻璃管301的尺寸， 所以与第一毛细玻璃管300配合的 第一定位凹槽200的尺寸大于与第。

36、二毛细玻璃管301配合的第二定位凹槽210的尺寸。 0067 本公开实施方式的支架组件2还可包括第一固定件23和第二固定件24， 其中： 0068 第一固定件23可包括第一拱形部和第一平面部， 该第一拱形部可罩设在第一F-P 光纤传感器30的一端上， 并与第一定位凹槽200相对设置， 且该第一平面部可与第一支架20 固定连接， 以将第一F-P光纤传感器30的一端， 即第一F-P光纤传感器30的第一毛细玻璃管 300压紧在第一定位凹槽200内； 0069 第二固定件24可包括第二拱形部和第二平面部， 该第二拱形部可罩设在第一F-P 光纤传感器30的另一端上， 并与第二定位凹槽210相对设置， 且。

37、该第二平面部可与第二支架 21固定连接， 以将第一F-P光纤传感器30的另一端， 即将第一F-P光纤传感器30的第二毛细 玻璃管301压紧在第二定位凹槽210内。 0070 易于理解的是， 第一拱形部的尺寸大于第二拱形部的尺寸， 此处不再详细描述。 0071 对于第二F-P光纤传感器31来说， 第二F-P光纤传感器31的第一毛细玻璃管300固 说明书 6/8 页 9 CN 110044398 A 9 定在第一定位凹槽200内， 所以第一固定件23可具有两个第一拱形部， 以实现对第二F-P光 纤传感器31的第一毛细玻璃管300的固定。 0072 同理， 第二固定件24的第二拱形部的数量也可以为两。

38、个， 以在第二F-P光纤传感器 31的第二毛细玻璃管301与第二定位凹槽210悬空设置时， 对第二F-P光纤传感器31的第二 毛细玻璃管301进行阻挡。 另外， 还可以在该第二定位凹槽210的添加少量的石棉， 一方面， 可对第二F-P光纤传感器31的第二毛细玻璃管301起到支撑作用； 另一方面， 在本申请的基 于F-P光纤传感器的高温应变测试装置100竖直设置时， 该石棉也有利于增大第二毛细玻璃 管301的滑动摩擦力， 避免滑落。 0073 如图4所示， 本申请还提供一种包括力学测试机4和加热炉5， 其中： 0074 力学测试机4可与待测试件1的两端的夹持孔连接， 并为待测试件1提供拉力或压 。

39、力， 以使待测试件1的核心变形区域受拉或受压变形； 加热炉5可设于力学测试机4， 本申请 的基于F-P光纤传感器的高温应变测试装置100可设于加热炉5的炉腔内， 加热炉5用于为待 测试件1提供高温环境。 0075 易于理解的是， 在完成基于F-P光纤传感器的高温应变测试装置100和待测试件1 的拼接， 并将第一光纤302的接头与调制解调仪连接后， 可将待测试件1固定在力学测试机4 上， 并使F-P光纤传感器的高温应变测试装置100和待测试件1位于加热炉5的炉腔内， 以对 待测试件1施加拉力或压力， 并通过调制解调仪实时检测第一F-P光纤传感器30及第二F-P 光纤传感器31的F-P腔的腔长， 。

40、以完成整个试验过程。 0076 本申请还提供一种基于F-P光纤传感器的高温应变测试装置的安装方法， 用来实 现上述中任意一项的基于F-P光纤传感器的高温应变测试装置100的安装， 该安装方法可以 包括以下步骤： 0077 步骤S110， 将第一支架20和第二支架21固定在待测试件1上， 且第一支架20和第二 支架21相对设置； 0078 步骤S120， 将第一F-P光纤传感器30的两端分别与第一支架20和第二支架21固定 连接； 0079 步骤S130， 将第二F-P光纤传感器31与第一支架20和第二支架21中的一者固定连 接， 并与另一者相对独立。 0080 在步骤S110中， 可将第一支架。

41、20和第二支架21的卡槽201卡接在待测试件1上， 然 后通过连接件25的螺栓和螺母将卡槽201的两侧壁能紧紧地贴合在待测试件1上， 并在连接 件25的螺栓和螺母以及卡槽201涂抹高温胶或水泥胶， 以实现第一支架20及第二支架21与 待测试件1的固定。 0081 在步骤S110之后、 步骤S120之前， 需要制作出第一F-P光纤传感器30和第二F-P光 纤传感器31。 具体而言， 第一F-P光纤传感器30的制作过程可包括以下步骤： 0082 (1)找一根完整的光纤， 该光纤的一端具有一个接头， 该接头用来连接调制解调 仪， 且靠近该接头的部位有预定长度的保护层， 该保护层用来保护接头区域的光纤。

42、， 而该光 纤的其余部分为长度较长的裸光纤， 且裸光纤上有保护薄膜； 0083 (2)用切割机将裸光纤的一端的切掉一小部分， 然后从该切掉处算起剥除大致 10cm长的保护薄膜， 并用酒精对去除保护薄膜的光纤进行擦拭； 0084 (3)将去除保护薄膜的光纤插入第二毛细玻璃管301， 并穿出第二毛细玻璃管301 说明书 7/8 页 10 CN 110044398 A 10 的端口1cm左右， 接着在第二毛细玻璃管301的另一个端口处将光纤切断， 且需保证该切断 面为镜面， 抽出部分截断的光纤， 以形成空腔， 此时位于第二毛细玻璃管301之内的光纤为 第二光纤303， 而位于第二毛细玻璃管301之外。

43、的光纤为第一光纤302； 0085 (4)将第一光纤302穿进第一毛细玻璃管300， 再将第一毛细玻璃管300套在第二毛 细玻璃管301上， 并移动第二光纤303和第一光纤302， 以使第一光纤302的第一镜面和第二 光纤303的第二镜面相对设置， 并最终形成F-P腔； 0086 (5)将位于第一光纤302的接头连接在调制解调仪上， 并利用该调制解调仪实时监 控波长的变化， 将F-P腔的腔长调整到最佳长度； 0087 (6)保持F-P腔在最佳长度时， 第一毛细玻璃管300、 第一光纤302、 第二毛细玻璃管 301和第二光纤303的位置不变， 用高温胶或水泥胶将第一毛细玻璃管300的端口处和第。

44、一 光纤302、 第二毛细玻璃管301的端口处和第二光纤303封闭， 以使第一毛细玻璃管300、 第一 光纤302、 第二光纤303和第二毛细玻璃管301形成第一F-P光纤传感器30。 0088 第二F-P光纤传感器31的制作过程和第一F-P光纤传感器30的制作过程完全一致， 此处不再赘述。 0089 在步骤S120中， 可在第一支架20的第一定位凹槽200和第二支架21的第二定位凹 槽210内涂抹高温胶或是水泥胶， 并将第一F-P光纤传感器30的第一毛细玻璃管300贴合在 第一定位凹槽200内， 将第一F-P光纤传感器30的第二毛细玻璃管301贴合在第二定位凹槽 210， 最后利用第一固定件。

45、23和第二固定件24将第一F-P光纤传感器30压紧。 0090 在步骤S130中， 可在第一支架20的第一定位凹槽200涂抹高温胶或是水泥胶， 将第 二F-P光纤传感器31的第一毛细玻璃管300贴合在第一定位凹槽200内， 并利用第一固定件 23将第二F-P光纤传感器31压紧； 第二F-P光纤传感器31的第二毛细玻璃管301与第二定位 凹槽210悬空设置， 并将第二固定件24固定在第二支架21上， 以对第二F-P光纤传感器31进 行阻挡， 最后再在第二F-P光纤传感器31和第二固定件24的间隙里放置少量石棉， 以完成整 个安装过程。 0091 本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后， 将容易想到本公开的其 它实施方案。 本申请旨在涵盖本公开的任何变型、 用途或者适应性变化， 这些变型、 用途或 者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识 或惯用技术手段。 说明书和实施例仅被视为示例性的， 本公开的真正范围和精神由所附的 权利要求指出。 说明书 8/8 页 11 CN 110044398 A 11 图1 图2 说明书附图 1/2 页 12 CN 110044398 A 12 图3 图4 说明书附图 2/2 页 13 CN 110044398 A 13 。