基于光纤Bragg光栅的空间结构横向热应变的实时监测

摘要

当复合材料处于低环地轨道的空间环境中时,将经受环境温度剧烈变化的影响.因此,要顺利完成既定任务,就要在温度变化的过程中保持结构尺寸的稳定性.热膨胀系数(CTE)可以很好地反映结构尺寸的稳定性,在执行任务的过程中须实时监测其变化情况.实验中,由两个光纤Bragg光栅(FBG)构成的差动式结构被用作传感头来同时测量温度和热应变,从而获得CTE的变化.在热真空腔中模拟包括高真空度、紫外和温度周期性变化的低环地轨道环境,在温度周期性变化的过程中,材料发生老化,实时监测横向CTE的变化,可以发现,在1000个温度变化周期中,CTE没有突变,整个测试过程中,CTE略有变小.从实验结果中,可以得出,FBG传感器可成功埋入合成物结构中实现温度和应变的同时测量,从而实现在飞行物长期执行任务的过程中的健康状况监测.