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飞机发动机、核动力发动机、超临界发电机等特种大型设备通常工作在高温高压等恶劣环境下,为避免其服役过程中发生恶性事故、造成重大经济损失,对其结构健康进行监测具有重要意义。光纤法布里-珀罗传感器具有测量精度高、体积小、抗电磁干扰等优点,非常适合此类大型设备恶劣环境下的健康监测。但传统光纤法珀传感系统需要造价昂贵的外置宽带光源。若能利用被测环境的温度场,设计黑体辐射腔为光纤传感系统提供光源,即可简化传感系统又可降低成本。因此,研究基于黑体辐射的光纤法珀传感系统进行应变测量,进而对特种大型设备结构健康进行监测具有重要意义。本文利用高温下材料黑体辐射强度高的特点,设计黑体腔为光纤法珀传感系统提供输入光源,并围绕基于黑体光源的光纤法珀应变传感系统展开理论分析与实验研究,主要完成了以下工作:(1)设计了基于黑体光源的光纤法珀传感系统方案,分析了基于黑体光源的光纤法珀传感原理与用于应变测量的理论可行性。(2)设计了涂覆式与套管式黑体腔,并对黑体辐射光耦合入光纤的效率进行理论及建模分析,获得了光纤数值孔径、光纤纤芯面积、黑体腔长度、黑体腔半径对黑体光耦合入光纤效率的影响。采用铝酸镁、氧化铝等材料,分别制作了涂覆式与套管式黑体腔并开展了辐射强度的对比实验,结果表明:涂覆式黑体腔发射强度优于套管式黑体腔。(3)研究了相关算法用于解调基于黑体光源的光纤法珀传感信号的基本原理,分析了黑体光源所处温度、光谱仪光谱响应中心波长与光谱带宽、传感器腔长、传感器中光纤端面倾斜等对信号解调精度的影响。结果表明:传感器腔长处于8μm~18μm、黑体光源所处温度越高、光谱响应带宽越宽、光谱中心波长越靠近900nm,传感信号的解调精度越高。(4)设计并搭建了基于黑体光源的光纤法珀应变测量系统,在黑体腔处于不同温度的条件下,开展了多支光纤法珀传感器的多次应变加卸载实验。结果表明:当黑体腔所处温度高于等于900oC时,能够有效解调出光纤法珀器所传感的应变信息;当被测材料引起传感器腔长的变化化范围为7.5μm~16μm时,解调误差小于2.26%。基于黑体光源的光纤法珀传感系统能够准确测量应变,且能运用于高温环境下。