空心光纤用于纸蜂窝结构自修复的研究

本文介绍的是在纸峰窝结构中利用空心光纤灌注胶液的方法进行复合材料损伤、断裂的自修复,对空心光纤的传光机理做了具体的研究和分析,运用这些特性对整个系统的总体方案作出了初步的分析。     

LabVIEW在空心光纤自修复系统中的应用

空心光纤用于智能结构自诊断、自修复是智能材料损伤监测的一个新方向。该文介绍了空心光纤的基本性能及其在智能结构健康监测中的应用。并把图形化编程软件LabVIEW用于智能结构自修复系统界面的开发中。提高了系统的开发效率并得到较好的应用效果。     

新型快速自修复光纤传感器的设计与性能

针对光纤微弯传感器在强扰动信号作用下,因光纤受损而丧失部分或全部功能的问题,进行了关于传感器自修复的研究.该传感器采用自制的具有良好光学、机械和粘接性能的短波光固化修复剂,将其注入预置有传感光纤的柔性空心纤维中,设计了一种可以实现在线自诊断和实时自修复的双窗口(长波检测、短波修复)智能光纤微弯传感器.对修复时间、修复效果进行了实验和分析.结果表明,该传感器自修复时间短,修复后机械和光学性能良好,并能实现多点修复.     

基于FBG的复合材料/铝合金胶接固化监测研究

在航天结构中,复合材料与金属材料的胶接过程与胶接效果评估对于保障航天器运行安全至关重要,提出了利用分布式光纤光栅传感器对复合材料与铝合金的胶接固化过程进行监测。根据复合材料/铝合金双层结构特点及其固化工艺,分析了胶接固化过程中引起胶层应变变化的相关因素。研究了光纤光栅传感器布局方案及温度补偿措施,给出了胶接固化过程中的光纤光栅温度补偿传感器封装方法。在此基础上,构建了基于光纤光栅传感器的复合材料/铝合金结构胶接固化过程监测系统,实现对胶接固化过程的监测。研究工作对于改进航空航天结构复合材料胶接方法,实现对胶接过程与时效性的在线监测具有重要意义。     

智能材料结构多路光电检测及修复系统研究

提出并设计了一种用于智能材料结构损伤探测并适时修复的多路光电检测系统．该系统利用光开关器件将多路光纤的光信息切换至固定光电转换处理电路，并在适时情况下将激光光源切换到某路光纤，进行反向照明，用于液芯光纤的激光固化。以此来进行智能材料的光修复．经实验测试表明：光信息切换稳定可靠，系统检测性能良好，为全光智能材料结构的自诊断、自修复提供了一种有效可行的方法．     

基于多主体协作技术的光纤Bragg光栅传感器网络自修复实现

针对光纤布拉格光栅(FBG)传感器监测飞机机翼盒段试验件上的静态载荷,对多主体协作技术实现结构健康监测中光纤Bragg光栅传感器网络的自修复性进行研究。当某个主体的光纤Bragg光栅传感器发生故障时,首先,传感主体依据采集到的传感器信号利用支持向量回归机算法对外部载荷位置进行预测,然后系统协作主体对两个主体的预测结果进行协作,共同对故障传感器信号进行修复,最终获得损伤位置的识别结果。研究表明:多主体协作之后的损伤位置平均识别精度比单独采用任何一个主体的平均识别精度都高,可以对失效传感器信号进行一定的补偿、修复。     

智能结构中光纤智能夹层系统的研究

根据光纤自诊断系统模块化、集成化要求，提出并研制了光纤智能夹层。这种智能夹层易于制作，且制作过程中光纤传感器完好率达100％，智能夹层的埋入对复合材料拉伸强度影响较小。在此基础上，对光纤智能夹层试件进行了轴向拉伸试验。试验表明，在一定应变范围内，单膜交错光纤中光强-应变之间具有良好的线性关系，可以在埋入复合材料之前进行标定。利用智能夹层内的光纤传感器网络和先进的信息处理技术，可以建立结构损伤主动、在线和实时监测系统。     

一种新型光纤智能结构监控软件设计

设计了一套适用于新型光纤智能结构的健康监控软件。该软件能够对光纤智能结构进行数据采集和处理，进而判断光纤智能结构的状态变化。利用该软件提供的两种方法——门限法和BP神经网络法，对光纤智能结构进行加载和损伤实验。结果表明，软件具有较好的性能，能够对加载和损伤位置作出准确的判断，为进一步采取有效措施对损伤区域进行修复，为光纤智能结构能够正常工作提供了保障。     

光纤F-P传感器在用于复合材料检测的实验研究

光纤法珀(F-P)传感器广泛的应用于温度、应变、振动和压力等物理量的测量,由于其体积小、精度高等独特的优点非常适合于埋入复合材料或贴在表面对其进行测量,从而实现对符合材料的损伤诊断．利用光纤F-P传感器对复合材料结构损伤进行了试验研究,并结合有限元软件(ANSYS)对光纤F-P传感器在复合材料中的埋入方式、注意事项以及分布原则等进行了综合分析,初步给出了埋入的原则．     

利用液芯光纤的Kerr效应对高电压进行测量的实验研究

本文描述了利用液芯光纤的Kerr效应对高电压进行测量的实验方法和结果。液芯光纤是由空心石英光纤充入硝基苯构成。     

智能复合材料光纤传感层的研究

光纤自诊断系统是智能复合材料结构的重要组成部分。但是 ,将光纤传感器阵列埋入复合材料是实现智能复合材料的一个难题。解决这一问题的方法是将光纤传感器集成在一起形成一个模块化的便于埋入复合材料中的光纤传感层。本文探讨两种使用聚酰亚胺制作传感层的方法。一种是把光纤传感器阵列埋入聚酰亚胺薄膜中 ;另一种是用作为光学材料的含氟聚酰亚胺制作矩形 (道沟 )光波导和光传感器。后一种方法制作的传感器模块集成度高、可靠性好 ,是值得注意的发展方向。     

应用于折射率检测的光纤表面等离子体波传感器的研究

光纤表面等离子体波传感器具有结构简单、灵敏度高等特点,在机敏结构中具有非常重要的应用前景。运用光纤表面等离子体波来测量折射率是一种简便、灵敏的方法,我们可以利用这一特性制作出通过检测折射率对复合材料进行固化检测的光纤表面等离子体波传感器。本文介绍了光纤表面等离子体波传感器的基本原理及利用这种光纤传感器来测量折射率的初步研究。     

一种光纤智能结构的载荷及损伤监测

提出一种新型的光纤智能结构监控系统,主要由光源组、光学系统、光电传感器、监控主机组成.分析了系统的工作原理,研究了基于此种新型光纤智能结构承载与损伤位置判别的方法,并进行了相应实验,得出相应的实验数据,并作出光纤网络输出光强与加载量的变化曲线图.经实验分析与讨论,实验数据与理论分析能较好地符合,结果表明这种新型光纤智能结构监控系统对结构的承载及损伤位置的判别方法具有快速、准确和可靠的优点,为特殊光纤智能结构的进一步应用提供了新途径.     

基于光纤智能夹层的损伤检测系统

介绍了基于光纤智能夹层的损伤检测系统以及该系统的两个关键技术:光纤传感器与材料结构集成以及与静载荷损伤检测算法。标准化、模块化的光纤智能夹层是光纤智能夹层解决了光纤传感器与结构集成的一种实用方法。用聚酰亚胺光制作的纤智能夹层便于存储、运输和埋置,并且可以很方便地埋入或粘贴材料结构,埋入结构对结构的强度和传感器的灵敏度影响不大。为了适应Bragg光栅解调仪的解调速度,本系统采用基于静载荷损伤识别算法。该算法只要求使用结构应变参数,并不需要使用挠度、位移等参数;不需要建立结构的有限元模型;不需要使用优化算法。因此,该算法具有高效、成本低的优点。所设计的软件通用性好,可应用于不同结构和不同类型的损伤。该系统应用于机翼盒段,并成功地实现对盒段上螺钉松动的检测。     

人工神经网络处理光纤阵列传感信号的原理,结构及其仿真结果

人工神经网络技术作为机敏材料与结构的关键技术之一，在国外已受到人们的关注。本文探索将人工神经网络技术应用于光纤阵列传感信号处理中的原理、结构及应用于材料与结构损伤估计的方法。给出了适应于此，已用程序实现的两种神经网络模型的仿真处理结果。     

Fiber optic smart structures

Fiber optic sensors can be embedded into composite material used for a wide variety of lightweight structures supporting aircraft, spacecraft, automobiles and boats. Their environmental ruggedness has also allowed them to be embedded in concrete structures including buildings, dams, and bridges. Most recently it has been proposed that the very long gauge lengths associated with fiber sensors could be used to monitor widely dispersed natural structures such as earthquake fault lines and volcanic motion. This paper will review the fiber optic sensors associated with smart structures and how they are being applied     

偏振式光纤传感器稳定性的探讨

从光纤的模式耦合特性出发对偏振式光纤传感器的稳定性进行了探讨。     

Smart structures and applications in civil engineering

This paper examines the issue of instrumentation for civil structures and in particular discusses the role of sensing systems in the evolution of the smart building concept. The sheer size of most structures of interest presents its own technological challenge in designing a suitable sensing architecture which will also conveniently address the area to be covered and will also provide sufficient sensing points to adequately characterize the structure under test. In addition, the measurement problem itself, which comprises both process monitoring and in use assessment must be defined. The former is very much process specific and may range from assessing whether concrete is dry to ensuring that protective materials are properly installed. The latter is almost entirely concerned with providing an alarm for either the onset of unacceptable corrosion within the structure or the appearance of physical damage for example due to foundation failure. This paper presents an analysis of the principal issues which the civil engineering smart structure must address and derives generic system specifications. It continues to argue that fiber optic solutions are the most appropriate sensing technologies and examines a number of distributed fiber optic technologies which enable both physical and chemical parameters to be addressed throughout a large structure     

光纤传感器在坚强智能电网中的应用前景

用于电力系统的各类光纤传感器,是坚强智能电网的坚强支撑。介绍了光纤传感器的基本原理,对电力系统中应用的几种光纤传感器进行了讨论,并对其应用前景进行了展望。     

智能结构中的少模光纤传感器

介绍了在智能结构中具有广泛应用前景的光模光纤传感器，对其原理，组成和性能进行了评述，并讨论了一些存在的问题和今后的研究方向。