高温大应变光纤传感器性能劣化观测与失效机理分析

为了进一步优化和改进光纤传感器的固定方式,设计了一种金属焊片式非本征型法布里-珀罗(F-P)光纤传感器,并对其进行了实验观测。研究分析了在1200℃高温环境下不同焊接固定方式的F-P光纤传感器的失效机理。对在1200℃高温下失效的实验样件进行了观测与分析,利用有限元分析方法对实验样件进行仿真和计算,并结合实际的光谱信号变化来研究其具体的失效过程,结果表明不同的焊接固定方式会对传感器产生不相同的力学影响,从而影响传感器的寿命。

红外探测器杜瓦组件的悬臂梁结构优化设计方法

在大量级振动应用场景中,红外探测器杜瓦组件的悬臂梁结构容易遭到破坏。设计了一种非接触式螺旋弹簧支撑环结构。在杜瓦外壳与冷指之间,通过非接触的方式大幅减小传统加强方案所增加的杜瓦漏热,并将振动能量转换成弹性势能,降低大量级振动对冷头的应力影响。经过Ansys软件模拟分析和优化后,铂铱丝的最大变形量为1.7 mm,比常规结构下降了57.5%;最大应力为307 MPa,下降了52%。试验结果表明,优化后的平均漏热仅增加了1%,同时具有显著提高的抗振性能。采用常规结构的组件在15 grms耐久随机振动后会出现铂铱丝断裂现象,而优化后的组件则能够承受15 grms耐久随机振动和17.6 grms短时大量级随机振动,并在17.6 grms随机振动过程中保持探测器焦温稳定,且其正常运行不受影响。