一种适用于强电磁环境的光纤光栅旋转扭矩测量系统的制作方法

技术特征：
1.一种适用于强电磁环境的光纤光栅旋转扭矩测量系统，其特征在于：具有一个光纤光栅测量部件、一个固定部分、一个测量系统，所述测量系统由被测旋转轴、解调仪和上位机系统组成；所述光纤光栅测量部件粘贴于被测旋转轴的表面，用于将被测旋转轴受旋转扭矩发生形变的旋转轴角应变传递至被受力敏感部位，其中，所述被测旋转轴上的受力敏感部位粘贴光纤布拉格光栅和单端固定的温度补偿光栅，用于消除温度变化导致的误差，确保温度补偿光栅不受扭力棒弯曲形变的影响；所述被测旋转轴上固定连接卡环-集成耦合器，并与光纤光栅测量部件一起构成随轴旋转部分，所述随轴旋转部分与解调仪之间通过光纤旋转连接器连接，用于信号光的双向传输。2.根据权利要求1所述的适用于强电磁环境的光纤光栅旋转扭矩测量系统，其特征在于：所述光纤旋转连接器的随轴旋转部件由光纤准直器阵列a、自聚焦透镜环形阵列a组成，所述光纤准直器阵列a、自聚焦透镜环形阵列a安装在卡环-集成耦合器上。3.根据权利要求2所述的适用于强电磁环境的光纤光栅旋转扭矩测量系统，其特征在于：所述光纤旋转连接器的固定部件由准直器阵列b、自聚焦透镜环形阵列b、环形光纤耦合器组成，所述准直器阵列b、自聚焦透镜环形阵列b安装在环形光纤耦合器上。4.根据权利要求3所述的适用于强电磁环境的光纤光栅旋转扭矩测量系统，其特征在于：所述光纤准直器阵列a和准直器阵列b将接收到的信号光耦合聚焦至光纤内，或对光纤内传输来的信号光准直发射，实现空间光路的双向传输。5.根据权利要求3所述的适用于强电磁环境的光纤光栅旋转扭矩测量系统，其特征在于：所述光纤准直器阵列a和准直器阵列b的发射和接收光束都经过大面积较的自聚焦透镜，且自聚焦透镜组成环形阵列，能效减小因旋转轴旋转和振动导致准直光束在接收透镜的位置偏差导致的传输损耗。6.根据权利要求3所述的适用于强电磁环境的光纤光栅旋转扭矩测量系统，其特征在于：所述光纤准直器阵列a通过卡环-集成耦合器与测量光栅的尾纤连接，所述准直器阵列b通过环形光纤耦合器与解调仪连接。7.根据权利要求1所述的适用于强电磁环境的光纤光栅旋转扭矩测量系统，其特征在于：所述卡环-集成耦合器和自聚焦透镜环形阵列a自带夹紧机构紧固在旋转轴上，使光栅测量部件粘贴于被测旋转轴上能方便的进行安装布局，而不需要改变旋转轴的任何配置。8.根据权利要求1所述的适用于强电磁环境的光纤光栅旋转扭矩测量系统，其特征在于：所述温度补偿光栅和光纤布拉格光栅为刻在同一根单模光纤上的两个光栅，采用波分复用的方式对返回光信号进行解调。

技术总结
本发明涉及一种适用于强电磁环境的光纤光栅旋转扭矩测量系统，测量系统由被测旋转轴、解调仪和上位机系统组成；光纤光栅测量部件粘贴于被测旋转轴的表面，用于将被测旋转轴受旋转扭矩发生形变的旋转轴角应变传递至被受力敏感部位，被测旋转轴上的受力敏感部位粘贴光纤布拉格光栅和单端固定的温度补偿光栅，用于消除温度变化导致的误差，确保温度补偿光栅不受扭力棒弯曲形变的影响；所述被测旋转轴上固定连接卡环-集成耦合器，并与光纤光栅测量部件一起构成随轴旋转部分，所述随轴旋转部分与解调仪之间通过光纤旋转连接器连接，用于信号光的双向传输。本发明具有设计巧妙、使用方便、抗电磁干扰、具有温度补偿、测试精度高、稳定性好的优点。稳定性好的优点。稳定性好的优点。


技术研发人员：李涛 赵鼎鼎 戴明 蒋卫杰 陆国明 陈明连
受保护的技术使用者：中国船舶重工集团公司第七0四研究所
技术研发日：2022.01.04
技术公布日：2022/4/8