飛機大氣壓力光纖感測陣列監測儀

《飛機大氣壓力光纖感測陣列監測儀》是依託天津大學，由劉鐵根擔任項目負責人的專項基金項目。

基本介紹

• 中文名：飛機大氣壓力光纖感測陣列監測儀
• 項目類別：專項基金項目
• 項目負責人：劉鐵根
• 依託單位：天津大學

項目摘要

大氣壓力是飛機重要飛行參數，其準確性直接關係飛機安全和飛行性能，高機動性、高隱身性、大馬赫數是現代先進戰鬥機技術的發展前沿，目前振筒式壓力感測器的金屬結構和體積不利於降低雷達波反射和嵌入式布置，迫切需要研製具有隱身性、小尺寸、高精度、高穩定性的新型飛機大氣壓力監測儀。光纖感測頭不含金屬成分，具有良好隱身性，很適合戰鬥機套用。本項目在前期研究基礎上，將研製具有自主智慧財產權、適合飛機裝備的飛機大氣壓力光纖感測陣列監測儀。項目將結合光纖技術和微加工技術研製新型高精度光纖壓力微感測頭。基於雙折射寬光楔和偏振干涉解調技術研製光纖壓力解調單元和算法，實現高精度、寬動態範圍干涉信號解調。研究光纖壓力感測多路復用和網路技術，全溫補償方法，解決感測器溫漂等問題，實現0.04%F.S.精度，與飛機現有後端大氣數據系統融合，開展用戶機載試用，，促進我國航空嵌入式大氣數據系統技術、隱身技術和光纖感測技術的發展。

結題摘要

大氣壓力是飛機重要飛行參數，其準確性直接關係飛機安全和飛行性能，高機動性、高隱身性、大馬赫數是現代先進戰鬥機技術的發展前沿，對新型壓力感測器研製提出了迫切需求。項目進行了飛機整流罩表面氣體流場分析，建立了微感測頭彈光耦合和應力影響模型，最佳化了微感測頭結構，研製成高精度光纖壓力感測器。研究了解調單元的光路系統，開發了信號採集和處理電路，提出了高效的解調算法。完成多路復用方法研究，實現了多路陣列感測，建立起專用大氣壓力測試系統，研製成光纖溫度感測器實現溫度補償。完成監測儀的樣機定型和整機風洞試驗等。項目取得一系列突破，包括提出密閉微腔真空度非侵入式測試新方法，解決了以往鍵合感測頭晶片密閉腔內殘餘氣壓以往無法測試的難題；提出了光纖法珀微腔壓力感測色散補償相位解調理論，解調精度比國外同類技術提高 30%；提出了低相干干涉的波分復用解調方法，解決了相同參數的多個光纖微腔壓力感測器同時解調難題；提出了兼容光纖法珀壓力感測器的新型溫度感測器，實現溫度補償；光纖法珀壓力感測器首例風洞試驗成功，為在飛機平台的套用提供了重要的數據支撐。項目發表學術論文 29 篇，其中 16 篇SCI檢索（SCI 一區2篇、二區論文 7 篇），28 篇 EI檢索。申請發明專利30項，其中授權美國專利2項，授權中國發明專利24 項。提出國家標準1項。以項目為主要內容之一的研究成果獲2016年國家技術發明二等獎1項（已公示）和2013年天津市技術發明一等獎。國際會議特邀報告 4 次。著作《光纖感測網》（待出版）獲2015國家科技著作出版基金資助。在本項目資助下，2014年1人晉升教授，2014年1人留校任講師，2015年1人留校任副教授。項目培養博士後 4 人，畢業博士4人，在讀博士生2人，畢業碩士 11人，在讀碩士6人。項目研製成的具有自主智慧財產權的飛機大氣壓力光纖感測陣列監測儀對於我國航空技術和國防事業的發展具有重大意義。