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书书书犐犆犛17.180.30犞40!#$%&’’()*犌犅/犜39347—2020!#$%$&’()*+#,-犌犲狀犲狉犪犾狊狆犲犮犻犳犻犮犪狋犻狅狀犳狅狉犳犻犫犲狉犫狉犪犵犵犵狉犪狋犻狀犵狊犲狀狊犻狀犵狊狔狊狋犲犿犳狅狉狊狆犪犮犲犪狆狆犾犻犮犪狋犻狅狀20201119./2021060101’(+,-./012’()*3/0456./目 次前言Ⅰ…………………………………………………………………………………………………………1 范围1………………………………………………………………………………………………………2 规范性引用文件1…………………………………………………………………………………………3 术语和定义1………………………………………………………………………………………………4 要求1……………………………………………………………………………………………………… 4.1 总则1………………………………………………………………………………………………… 4.2 产品组成与功能1…………………………………………………………………………………… 4.3 尺寸2………………………………………………………………………………………………… 4.4 质量2………………………………………………………………………………………………… 4.5 材料及元器件3……………………………………………………………………………………… 4.6 外观质量3…………………………………………………………………………………………… 4.7 标识和代号3………………………………………………………………………………………… 4.8 性能3………………………………………………………………………………………………… 4.9 接口4………………………………………………………………………………………………… 4.10 环境适应性4………………………………………………………………………………………… 4.11 电磁兼容性8…………………………………………………………………………………………5 质量保证规定11…………………………………………………………………………………………… 5.1 检验分类11…………………………………………………………………………………………… 5.2 检验条件12…………………………………………………………………………………………… 5.3 鉴定检验12…………………………………………………………………………………………… 5.4 准鉴定检验13………………………………………………………………………………………… 5.5 交收检验14…………………………………………………………………………………………… 5.6 检验方法14……………………………………………………………………………………………6 交货准备18………………………………………………………………………………………………… 6.1 文件18………………………………………………………………………………………………… 6.2 防护包装18…………………………………………………………………………………………… 6.3 运输和贮存18…………………………………………………………………………………………犌犅/犜39347—2020前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由全国宇航技术及其应用标准化技术委员会(SAC/TC425)提出并归口。本标准起草单位:中国航天科技集团有限公司第九研究院第十三研究所。本标准主要起草人:王学锋、卞贺明、蓝天、唐才杰、崔留住、李保勇、贾益娟。Ⅰ犌犅/犜39347—2020空间用光纤光栅传感系统通用规范1 范围本标准规定了空间用光纤光栅传感系统的要求、质量保证规定与交货准备。本标准适用于空间用光纤光栅传感系统(以下简称光纤光栅传感系统)的研制、生产、检验和验收。其他光纤光栅传感系统可参照执行。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T191 包装储运图示标志GB/T2423(所有部分) 电工电子产品环境试验GB/T13992 金属粘贴式电阻应变计GB/T30121 工业铂热电阻及铂感温元件3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1 光纤光栅传感系统 犳犻犫犲狉犫狉犪犵犵犵狉犪狋犻狀犵狊犲狀狊犻狀犵狊狔狊狋犲犿利用光纤光栅中心波长随温度、应变的变化规律,通过解调电路进行采集和解算,实现对被测物体温度、应变等物理量进行测量的设备。4 要求4.1 总则光纤光栅传感系统应符合本标准和相关技术文件的所有要求。本标准的要求与相关技术文件不一致时,应以相关技术文件为准。4.2 产品组成与功能4.2.1 组成光纤光栅传感系统由光纤光栅传感器、光纤光栅解调仪和连接光缆组成。其中,光纤光栅解调仪由光学系统、主体结构、解调电路、二次电源等组成,光学系统、解调电路、二次电源均安装在主体结构内部;连接光缆用于连接光纤光栅传感器和光纤光栅解调仪。光纤光栅传感系统组成如图1所示。1犌犅/犜39347—2020图1 光纤光栅传感系统组成4.2.2 功能光纤光栅传感系统利用光纤光栅的中心波长和温度/应变的对应关系,通过解调电路得到并输出航天器待测结构的温度、应变等信息。4.3 尺寸4.3.1 光纤光栅解调仪尺寸光纤光栅解调仪外形尺寸建议不大于(200±1)mm×(200±1)mm×(160±1)mm。4.3.2 光纤光栅传感器尺寸光纤光栅温度传感器尺寸建议不大于(40±1)mm×(10±0.5)mm×(4±0.3)mm。光纤光栅应变传感器尺寸建议不大于(40±1)mm×(10±0.5)mm×(4±0.3)mm。4.3.3 连接光缆尺寸连接光缆直径应满足相关技术文件的要求。4.4 质量4.4.1 光纤光栅解调仪质量光纤光栅解调仪质量建议不大于2.5kg。4.4.2 光纤光栅传感器质量光纤光栅温度传感器质量建议不大于10g。光纤光栅应变传感器质量建议不大于10g。4.4.3 连接光缆质量连接光缆单位质量建议不大于0.2g/cm,光缆单位质量应满足相关技术文件的要求。2犌犅/犜39347—20204.5 材料及元器件4.5.1 材料材料应在规定的选用目录中选用,并具有合格证,经复检合格后方可使用。结构材料应具有稳定的理化性能和力学性能。建议采用同类金属材料,使用不同类型的材料时应考虑电化学腐蚀的可能性。4.5.2 元器件元器件应按相关规定进行复验和筛选。元器件的降额应符合相关技术文件降额准则的要求。如特殊情况需选用目录外或较低质量等级的元器件,则应采取针对性的质量保证措施。4.6 外观质量光纤光栅传感系统外观应满足以下要求:a) 外表面、安装基准面应清洁,无污迹和绝缘粘着物,无划痕、无损伤或残缺;b) 表面涂覆层应无划伤、脱落、锈蚀、起泡;c) 金属结构件无锈蚀,安装在光纤光栅传感系统上的螺钉完好;d) 电连接器应标识清晰,插针完好无弯曲,无多余物,插孔无堵塞;e) 光纤连接器接口表面应洁净、无污斑及划痕。4.7 标识和代号光纤光栅传感系统外表面显著位置应设置产品标识。其内容包括:产品代号、产品编号、产品批次等。产品的标识、印记应清晰,并放于明显处,无短缺字符现象。4.8 性能4.8.1 测量范围光纤光栅传感系统的温度测量范围宜大于-40℃~+60℃,应变测量范围宜大于-2500με~+2500με,当有特殊要求时,以相关技术文件为准。4.8.2 测量分辨率光纤光栅传感系统的温度测量分辨率优于0.2℃;应变测量分辨率优于2με。4.8.3 测量精度光纤光栅传感系统的温度测量精度应优于2℃;应变测量精度宜优于全量程的1%。4.8.4 解调仪光谱范围光谱范围宜在1500nm~1600nm选取。4.8.5 解调仪光纤通道数目光纤光栅传感系统的光纤通道数目应满足相关技术文件的要求。4.8.6 解调仪采样率光纤光栅解调仪采样率建议不小于10Hz。3犌犅/犜39347—20204.8.7 解调仪工作温度范围光纤光栅解调仪的工作温度范围应满足相关技术文件的要求,建议为-40℃~+60℃。4.8.8 搭接和绝缘搭接、绝缘应满足以下要求:a) 壳体与接地桩、安装孔与接地桩直流接触电阻应不大于10mΩ;b) 当环境温度在15℃~35℃,相对湿度在20%~80%,大气压力为标准大气压时,壳体与内部一次电源输入、二次电源之间、电连接器非接地的芯点与接点桩的绝缘电阻应不小于20MΩ。4.8.9 电源及功耗一次电源电压建议为28V±3V、42V±5V或100V±10V。功耗宜小于15W。4.9 接口4.9.1 电接口供电、遥测、遥控、数字和地测接口应满足相关技术文件的要求。接口电路应有电压/电流保护功能。数据输出接口建议为RS422/1553B,电连接器各点号间的功能应满足相关技术文件的要求。4.9.2 机械接口光纤光栅传感系统安装基面的详细尺寸图上应标明各种孔的大小、深度、位置、尺寸公差。4.9.3 热接口光纤光栅解调仪应开展热接口设计,工作温度和表面处理应符合相关技术文件的要求。光纤光栅解调仪内部热源应有所需的隔热措施或是外流到外壳的路径。解调仪应进行热分析,给出元器件结温或壳温的最高值和最低值,并与允许的降额温度进行比较,判断是否满足温度降额要求。光纤光栅解调仪表面状态建议为黑色阳极氧化,半球发射率不小于0.85。4.10 环境适应性4.10.1 力学环境4.10.1.1 加速度试验光纤光栅传感系统建议经过表1中的加速度试验考核。有特殊要求时应满足相关技术文件规定。表1 光纤光栅传感系统加速度要求正交的三个方向加载速率s-1最大过载处保持时间min10犵1犵~5犵54.10.1.2 冲击试验光纤光栅传感系统建议经过表2中的冲击试验考核。有特殊要求时应满足相关技术文件规定。4犌犅/犜39347—2020表2 光纤光栅传感系统冲击要求频率/Hz鉴定级准鉴定级交收级100~1500+6dB/oct+6dB/oct+6dB/oct1500~40001600犵1200犵800犵试验次数鉴定3次准鉴定1次交收1次试验方向正交的三个方向正交的三个方向正交的三个方向4.10.1.3 振动试验光纤光栅传感系统建议经过表3、表4、表5或表6中的振动试验考核。有特殊要求时应满足相关技术文件规定。表3 光纤光栅传感系统正弦扫描振动要求振动试验垂直安装面方向频率/Hz量级(op)平行安装面方向频率/Hz量级(op)正弦扫描5~1710.3mm5~169.7mm17~10012犵16~10010犵扫描速率鉴定检验2oct/min;准鉴定检验及交收检验4oct/min扫描速率鉴定检验2oct/min;准鉴定检验及交收检验4oct/min表4 光纤光栅传感系统高频随机振动功率谱密度要求(鉴定条件)振动试验垂直安装面方向频率/Hz量级(op)平行安装面方向频率/Hz量级(op)随机振动10~200200~15001500~2000总均方根加速度试验持续时间+6dB/oct0.32犵2/Hz-12dB/oct23.0犵1min/轴10~200200~15001500~2000总均方根加速度试验持续时间+6dB/oct0.20犵2/Hz-12dB/oct18.3犵1min/轴表5 光纤光栅传感系统高频随机振动功率谱密度要求(准鉴定条件)振动试验垂直安装面方向频率/Hz量级(op)平行安装面方向频率/Hz量级(op)随机振动10~200200~15001500~2000总均方根加速度试验持续时间+6dB/oct0.20犵2/Hz-12dB/oct18.4犵1min/轴10~200200~15001500~2000总均方根加速度试验持续时间+6dB/oct0.127犵2/Hz-1
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