CN209215414U - 一种光电复合测试传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光电复合测试传感器，所述传感器由电探针和激光测速探头两部分组成，所述电探针由导电丝和聚合胶膜组成，所述导电丝均匀固定在两层聚合胶膜之间，所述电探针均匀包覆在所述激光测速探头表面，所述激光测速探头包括光纤探头和测速光纤，所述光纤探头设置在所述测速光纤顶部，所述测速光纤的尾部与光测系统连接，所述电探针的导电丝尾端与电测系统连接。该传感器将两种测试传感器进行了有机融合，实现运动物体速度历史及其到达特定位置时间的同步测量，既减小了测试空间，又为光电联合解读提供准确的数据参考。

Description

一种光电复合测试传感器

技术领域

本实用新型涉及光电测试技术领域，具体涉及一种光电复合测试传感器。

背景技术

全光纤激光干涉测速具有非接触、响应快、测速精度高、结构紧凑等特点，已成为精确获取测试对象速度信息的重要技术手段，在高压物理、爆轰物理和冲击波物理的实验研究中有着广泛而重要的应用。它是利用激光的多普勒效应来对流体或固体速度进行测量的一种技术，当光源与运动对象发生相对运动时，从运动对象散射回来的光会产生多普勒频移，这个频移量的大小与运动物体的速度、入射光和速度方向的夹角相关，然后利用光学干涉仪使具有一定频率差的光混频相干，进而通过解调出反射光的多普勒频移量来获得运动对象的速度历史信息。再对运动对象的速度历史曲线进行积分处理，可进一步获得被测物的运动位移随时间的变化关系。

在流体动力学研究中，通常需要对金属飞片自由面速度、冲击波或爆轰波速度进行测量，最广泛使用的就是电探针测试技术，这得益于其稳定、可靠且精确的时间测量。电探针测试原理为：在适当位置布置电探针的测试电极，当待测对象到达该测试位置时，会引发测试电极的机械接触或电介质突变，从而导致电极间的电路特性突变，通过脉冲形成电路并将该电路特性突变转变为脉冲信号，该信号便能反映出待测对象到达探针位置的时间。

然而，目前对于运动物体速度历史和到达特定位置时间信号的测量相互独立，无法同时反映出同一被测对象的速度历史特征以及其运动到特定位置的时间信息，进而影响运动物体光电联合解读的精度。因此，研制一种同时发挥激光测速和电探针测试技术优势的测试传感器，实现光电同步测试和联合解读，为爆轰实验提供一种复合测试技术，具有重要的意义。

实用新型内容

为了克服上述技术缺陷，本实用新型提供了一种光电复合测试传感器，该传感器将两种测试传感器进行了有机融合，实现运动物体速度历史及其到达特定位置时间的同步测量，既减小了测试空间，又为光电联合解读提供准确的数据参考。

为了达到上述技术效果，本实用新型提供了光电复合测试传感器，所述传感器由电探针和激光测速探头两部分组成，所述电探针由导电丝和聚合胶膜组成，所述导电丝均匀固定在两层聚合胶膜之间，所述电探针均匀包覆在所述激光测速探头表面，所述激光测速探头包括光纤探头和测速光纤，所述光纤探头设置在所述测速光纤顶部，所述测速光纤的尾部与光测系统连接，所述电探针的导电丝尾端与电测系统连接。

进一步的技术方案为，所述导电丝的圆周均布个数≥2，以确保运动物体撞击到复合探头的电探针端面时，能捕捉到电脉冲信号。

进一步的技术方案为，所述导电丝通过粘接剂固化在两层具有热熔性的聚合胶膜之间。

进一步的技术方案为，所述电探针的端面高于所述光纤探头的端面。

进一步的技术方案为，所述导电丝暴露在聚合胶膜外的部分，其外表面涂覆有绝缘漆。

本实用新型与现有技术相比，具有如下有益效果：本实用新型的传感器融合了电探针和激光干涉测速两种测试技术，克服了两种技术独立应用获得的测试数据的局限性，充分发挥了两者各自的功能，在同一测试传感器上实现了运动物体速度历史及其到达特定位置时间信号的同步测量，既减小了测试空间，又为光电联合解读提供更加准确的数据参考，保证了两种测试结果具有高度的关联性。

附图说明

图1为本实用新型的光电复合测试传感器的结构示意图；

图2为本实用新型的光电复合测试传感器的应用示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行进一步的说明。

实施例1

一种光电复合测试传感器，所述传感器由电探针和激光测速探头两部分组成，所述电探针由导电丝1和聚合胶膜3组成，所述导电丝1通过粘接剂均匀固化在两层具有热熔性的聚合胶膜3之间，导电丝的圆周均布个数≥2，导电丝暴露在聚合胶膜外的部份，其外表面涂覆有绝缘漆。所述电探针均匀包覆在所述激光测速探头表面，所述激光测速探头包括光纤探头2和测速光纤4，所述光纤探头2设置在所述测速光纤顶部，电探针的端面高于所述光纤探头的端面，所述测速光纤4的尾部与光测系统连接，所述电探针的导电丝尾端5与电测系统连接。

实施例2

以光电复合测试传感器在金属飞片爆轰加载实验中的应用为实施例，对其使用方法作进一步说明。

如图2所示，实验装置由雷管6、传爆药柱7、平面波透镜8、炸药9、金属飞片10构成，在离金属飞片10一定距离位置处，用支架11固定光电复合测试探头12，并使探头12正对金属飞片10，复合探头12的测速光纤4、电探针引线5分别连接光测系统和电测系统。在爆轰实验中，利用雷管6起爆平面波透镜8，同步传至柱形炸药7，产生平面爆轰波，驱动金属飞片10向复合探头 12运动。雷管6起爆时，电测系统和光测系统均开始记录信号，飞片在爆轰加载下运动的全过程中，光测系统实时记录着飞片表面反射回来的光信号。当飞片10到达复合探头12端面时，先触碰电探针的导电丝，产生电脉冲信号并被示波器记录下来，再继续向前运动直至光探头被破坏。因此，在整个实验中光测系统记录下了从雷管起爆到复合传感器中光探头被破坏全过程的速度历史信息，电测系统则记录下了同一测试位置从雷管起爆到飞片到达复合传感器中电探针端面的时间信号。

以上为光电复合测试传感器的典型应用场景，后续根据电探针端面与金属飞片的初始距离和接触导通的时间，以及由光测速度历史信息推导出的金属飞片运动位移-时间关系，可以实现两种测试数据的联合解读，为爆轰加载下飞片的运动特征分析提供更为准确的基础数据。

尽管这里参照本实用新型的解释性实施例对本实用新型进行了描述，上述实施例仅为本实用新型较佳的实施方式，本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。

Claims (5)

1.一种光电复合测试传感器，其特征在于，所述传感器由电探针和激光测速探头两部分组成，所述电探针由导电丝和聚合胶膜组成，所述导电丝均匀固定在两层聚合胶膜之间，所述电探针均匀包覆在所述激光测速探头表面，所述激光测速探头包括光纤探头和测速光纤，所述光纤探头设置在所述测速光纤顶部，所述测速光纤的尾部与光测系统连接，所述电探针的导电丝尾端与电测系统连接。

2.根据权利要求1所述的光电复合测试传感器，其特征在于，所述导电丝的圆周均布个数≥2，以确保运动物体撞击到复合探头的电探针端面时，能捕捉到电脉冲信号。

3.根据权利要求1所述的光电复合测试传感器，其特征在于，所述导电丝通过粘接剂固化在两层具有热熔性的聚合胶膜之间。

4.根据权利要求1所述的光电复合测试传感器，其特征在于，所述电探针的端面高于所述光纤探头的端面。

5.根据权利要求1所述的光电复合测试传感器，其特征在于，所述导电丝暴露在聚合胶膜外的部分，其外表面涂覆有绝缘漆。