第35卷，第4期 2015年4月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol.35,No. 4-ppl138-1141
April,2015
张陈，王高*，梁海坚，袁俊明，常双君，刘玉存，王恒飞，赵宇
电子技术测试重点实验室，仪器科学与动态测试教育部重点实验室，化工与环境学院，中北大学，山西太原030051 摘要首次采用光纤Br光栅实时测量浇注炸药在固化成型过程中固化剂与粘结剂的反应放热量。为广实时、准确的测量出浇注药在固化过程中的温度值，设计广基于光纤布拉格光栅的组网式温度监测系统。鉴于炸药成分的危险性、以及浇注炸药固化过程时间长、对条件要求恒温的特殊性，直接的实时监测一直未找到合适的测量方法。近年来，光纤布拉格光栅由于其优越的特点，在通信和传感领域得到产泛应用。利用光纤光栅与温度之间的线性关系，将采集的光栅反射波长值换算为温度实时显示。通过波分复用技术在两根光纤上写入7个光栅点同时测量，多点分布式测量可以将炸药内部温度的分布趋势显示出来。封装的光栅传感器采用90°弯曲设计，不仅改进了传感器与跳线的连接，同时有利于装人烘箱内。Origin软件将 txt数据绘制成曲线图形式，将固化过程温度的变化直观明了的显示出来。结果表明，该方法操作简单，精
确度高，满足炸药固化过程中对温度的测试需求。关键词光纤布拉格光栅；浇注炸药；温度监测
中图分类号：TP274
文献标识码：A
引言
DOI: 10., 3964 /j. issn. 1000-0593 (2015 )04-1138-04
1原理
浇注炸药由于其良好的力学性能、对冲击烤燃试验的不敏感以及高能量的性质，是熔铸炸药的升级换代产品，成为欧美军事强国武器装备的主流，国内多家科研院也开展了研究工作，因此，开展浇注炸药成型并实现规模化生产显得尤为重要口。浇注炸药固化过程中固化剂与粘结剂的反应放热量直接影响炸药固化成型的质量。由于浇注炸药固化过程时间长、粘结剂固化温度要求高，因此对炸药固化过程温度的监测一直是一个难题，以往的研究大都采用仿真模拟直接计算放热量汀，但是直接的实时监测一直未找到合适的测量方法。
光纤布拉格光栅由于其灵敏度高、体积小、抗电磁干扰能力强等特点，在光纤通信和传感领域得到了广泛的应用[3-5]。光纤布拉格光栅传感器采用的是波长解调技术，利用其反射波长与温度之间的线性关系，经过标定，实时显示温度，同时波分复用技术实现广温度的多点测量，即在一根光纤上根据需求位置写人多个布拉格光栅“了。本文测量浇注炸药温度的方法，操作简单，精确度高，首次实现了对浇注炸药分布式多点温度的实时测量，
收稿日期：2014-07-01，修订日期：2014-10-12 基金项目：山西省留学基金项目资助
光纤布拉格光栅的反射光谱为
AL
Rac (A) = R Lic sinc
2元
(1)
式中，Rc是光栅波长，是耦合常数，△入)表示所测波长入与原始光栅波长（=2nrA)之间的差异
)=4_2
A
(2)
式中，为光栅的有效折射率，4为光栅栅距。在光栅的谐振条件下，入二时，反射光谱Rc（>)的反射率达到最大。当光纤光栅收到温度或者应力作用时反射光谱发生漂移，光纤光栅的测量原理就是通过检测反射波长的漂移量来计算温度或应力的改变量*，
AA = Kee+ KrAT
(3)
式中，是校准温度下未受应变的原始布拉格波长，K。， K，E，△T分别是应变和温度系数，光纤中的轴向应变量和温度变化量。对于～1550nm的光栅而言应力和温度系数分别为K,=0.78×101/e和K=6.67×1061/℃[10]
实验中将光纤光栅固定于浇注炸药中置于烘箱内，光纤
作者简介：张陈，女，1988年生，中北大学信息与通信工程学院硕士研究生
e-mail : wanggao@ nuc. edu, cn
*通讯联系人
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