航空航天器高温高动态多参数光纤监测关键技术及应用

20220420

交通运输、仓储和邮政业

应用技术

新技术

仅限国内转让

大容量高强度光纤传感系统研究及产品化

国家科技计划

与研究院所合作

中国空间技术研究院;宁波天德创新智能科技有限公司

高超声速飞行器、卫星、载人飞船、空间站和飞机等航空航天装备在保障国家安全和促进国民经济社会发展中发挥着至关重要的作用。近年来，随着新材料、新结构的应用和装备技术的信息化、智能化发展，传统的电传感监测技术在网络容量、效率精度、抗电磁干扰、耐高温、体积重量、新材料兼容性等方面难以满足应用需求，直接影响装备的制造质量、使用性能、安全寿命和成本效益，成为制约我国航空航天装备技术应用发展的瓶颈，亟需发展新型的机载传感监测技术。面向这一重大需求，本项目在中央财政支持地方重大创新及产业化项目、中央军委装备发展部装备预研重点项目、中央军委国防科技创新特区项目、国家自然科学基金等17项资助下，10年致力于“航空航天器高温高动态多参数光纤监测关键技术及应用”研发，项目支持总经费达6518.321万元，取得技术发明和创新有：

1. 发明了基于蓝宝石光纤的增敏法珀微腔超高温多参数高精度传感系统，解决了高超声速飞行器高温压力、应变和温度等多参数同时测量难题。
2. 提出了一种基于可调谐半导体激光器的多通道光纤光栅自适应解调方法，以及基于双质心定位和动态门算法的高精度波长寻峰方法，实现了星载在轨高精度低功耗在线监测。
3. 发明了基于支持向量机光谱特征识别的大容量光纤光栅传感器组网技术，提出了分布式并行高速动态光纤光栅解调方法，解决了飞机机翼结构动态载荷状态监测的难题。
4. 发明了基于多芯光纤传感器和Frenet-Serret算法的柔性机构空间三维形变测量技术，提出了多芯光纤传感结构关键参数校正方法和基于中心纤芯温度自补偿的热解耦方法，实现了微米级三维形变高精度原位测量。 项目申请发明专利67项，已授权国家发明专利44项、美国发明专利8项、软件著作权4项；为航天一院、航天五院、长光卫星技术有限公司、洪都航空工业集团等单位研制了150余台套光纤监测产品，应用于高超飞行器、空天飞机、中国空间站、高分二号卫星、高分四号卫星和歼击机、舰载机等重大装备监测，在高分专项、载人航天和新装备研发等国家型号任务中发挥了重要作用；与宁波天德创新智能科技有限公司合作完成技术成果转化，产品服务用户600多家，近三年销售额1.748亿元，新增利润5211.7万元。