光纤传感与系统北京实验室为飞行器装上“听诊器”

9/29/2020，光纤在线讯，飞行器在轨飞行时，为保证其飞行安全，地面技术人员也需要像医生一样，通过“望闻问切”等方法为其诊断健康状况。
光纤传感与系统北京实验室祝连庆教授团队自主研发的“光纤传感系统”就是为飞行器的健康监测而量身定制的工具，而其中的“光纤传感”载荷测试系统在飞行器上的应用，就像为飞行器装上了一个轻巧可靠的“听诊器”。有了这个“听诊器”，地面技术人员便可通过其获取的一些诊断信息，来帮助判断卫星运行是否正常，同时还可为载荷设计、科学试验开展、科学数据分析等提供有力支撑。


△北京市副市长、市政府党组成员领导到实验室参观指导工作

什么是光纤传感系统？



△光纤与光纤光栅

想要了解光纤传感系统，首先要先从“光纤”说起，光导纤维简称光纤，是一种由玻璃或塑料制成的纤维，可作为光的传导工具。光纤如头发丝般粗细，却具备“传”、“感”合一的特性，形成的分布式传感系统，可在长距离的线路上进行连续的传感检测和被测信号的传输。这是任何其他无线检测手段所无法企及的。

而光纤传感顾名思义就是利用“光纤”作为敏感元件实现参量检测的一种新型传感检测技术。


△光纤传感原理图

光纤传感器在航天领域的应用


“光纤传感器”主要对飞行器在轨运行参数进行测试、搜集，包括卫星运行过程中的温度、变形、振动等等，这些数据不仅可为平台用户提供空间飞行器“在轨状态诊断”服务，同时也可为在载荷设计、科学试验设计、试验数据分析等方面提供更多信息。

“光纤传感”载荷测试系统为“湘江新区号”卫星飞行保驾护航


△光纤传感地面数据监测系统 

目前，搭载了“光纤传感”载荷测试系统的“湘江新区号”卫星（潇湘二号）飞行环境监测试验，已绕地球运行超过2年9个月，绕地15000余圈。通过卫星S波段下载多轨光纤传感系统运行数据，并成功获取了传感器光谱信息及中心波长信息，经分析处理所测各项数据正常，这标志着光纤传感与系统北京实验室研究团队研制的“飞秒刻写光纤光栅”和“全金属化封装光栅传感器”二项关键技术首次在太空中成功应用与验证。


△实验室负责人在超净间制备核心器件

光纤传感与系统北京实验室带头人祝连庆教授表示，此次试验取得的数据和技术成果为光纤传感技术在大型卫星以及空间站的技术推广和应用奠定了技术基础。尤其是其获取的科研数据，将为后续光纤传感在空间飞行器温度、结构应变、振动监测等方面起到关键技术性的支撑。

来源：北京实验室联盟