用于火箭推进测试的高清光纤传感

航天飞行所固有的风险要求对火箭推进系统进行全面和高保真度的地面测试。Luna的高清光纤传感仪器(ODiSI)在概念上被证明是传统仪器监测危险地点和以其他方式无法进入地点的可行补充。和我们的合作伙伴一起，Fabrisonic有限责任公司Luna Innovations最近展示了SensePipe。

SensePipe结合了高清光纤传感器使用超声波增材制造技术将其嵌入管道部分。SensePipe是一种插入式管段，能够测量多种参数，包括分布温度、压力、应变和热流密度，使工程师能够更好地了解流体流动和管道系统的结构健康状况。

超声波增材制造是一种通过超声波将一系列金属箔焊接成三维形状来构建固体金属物体的过程。UAM与许多不同的金属兼容，包括各种铝合金，铜，钢等。三个SensePipe原型由6061-T6铝材制成，每个样品中嵌入了两个高清光纤传感器。光纤传感器使用Luna Innovations专有的光学频域反射(OFDR)方法进行检测，沿传感器长度每0.65mm直接测量温度和应变。由于每个传感器测量数千个点，该技术提供了任何可行的传感技术中最完整的管道段温度和应变图像。

SensePipe的设计考虑了光纤传感器在管壁中的位置和布局，可以直接测量管壁内外温度、轴向应变和环向应变。根据这些值，可以推导出局部压力和热流密度。为了证明利用系统的应变和温度响应来推导压力和热流密度的可行性，在实验室环境中进行了测试。原型机用于测量高达20.7 MPa的压力，温度范围为-191°C至70°C，热流密度测量值为6 (10)⁵) W / m2。

SensePipe在火箭推进测试中的应用具有许多优点。传统的仪器需要大量的布线，既笨重又难以在现场管理。布线也容易受到电磁干扰产生的感应电流的影响，从而潜在地损害测量精度。通过将多个测量合并到一组光纤传感器中，可以大大减少测试基础设施。SensePipe成功地展示了将光纤传感器嵌入使用UAM制造的金属部件中的能力。除火箭推进测试外，SensePipe还适用于其他工艺管道应用。欲了解更多有关SensePipe或Luna Innovations高清光纤传感技术的信息，请通过以下方式与我们联系(电子邮件保护)。

应答:

• 作者要感谢NASA通过第一阶段STTR(合同号80NSSC18P2125)资助这项研究。

引用:

• Boulanger, A.J, Kominsky D, Hehr A, Herbert P.，“用于多参数流体测量的嵌入式光纤传感器”，NASA第1阶段STTR合同#80NSSC18P2125