机敏复合材料中损伤探测光纤阵列及其传感信号处理

本文半一种新颖的，结构简单的“城墙”型光纤传感阵列埋置于复合材料结构内，用于探测复合材料结构内由于外部冲击成的损伤等状态参数，对于内埋光纤阵列输出的传感信号，则采用人工神经网络来处理，并给出了Ｋｏｈｏｎｅｎ网仿真结果。     

内埋传感光纤用于复合材料冲击损伤探测的研究

本文提出了一种采用埋入式光纤传感器对复合材料结构状态进行无损检测的新方法,将一种新颖的、结构简单的“城墙”型光纤传感阵列埋置于教－１１飞机的层合复合材料垂直翼式件内,用于探测复合材料结构内由于外部冲击造成的损伤等状态参数,实验结果显示了该方法探测复合材料结构的可行性。     

基于光纤传感网络的复合材料结构的损伤定位评估方法

提出了利用埋入正交塑料光纤传感网络对飞机复合材料结构的损伤进行定位评估的一种方法。结果表明：利用该方法可以迅速而准确地判断出复合材料结构是否遭到了损伤以及损伤的位置,即对复合材料结构进行损伤定位评估,实现在线实时监控。     

光纤复合材料损伤探测的光学显示技术

提出一种用于光纤复合材料损伤探测的全光学显示技术。与其他显示方法相比,应用这种技术的装置结构简单,使用方便、具有抗电磁干扰和尤其适用于飞行器实时检测等优点。文中给出了这种全光学学显示技术的基本原理、结构及实测结果。     

机敏复合材料及其损伤监测系统

机敏复合材料结构不仅具有复合材料的承载功能，还可通过埋在其中的传感器监测结构的工作状态，本文详细介绍了光纤传感器阵列和声发射传感器阵列两种损伤监测系统的工作有理及应用前景。     

光纤机敏复合材料与结构

介绍了光纤机敏复合材料与结构的概念,发展历史,应用领域以及可用于光纤机敏复合材料与结构的常见的光纤传感器及传感阵列。     

蓝宝石单晶光纤高温传感头的高温损伤机制

揭示了蓝宝石单晶光纤高温传感头在高温下的性能劣变现象,指出光纤表面在高温下的永久损伤是产生性能劣变的主要原因。通过对光纤表面的显微分析,明确了损伤的主要机制为外部杂质在高温下与光纤表面的相互作用。并由此确认特殊的光纤表面保护可以保证蓝宝石单晶光纤高温传感头在高温下的稳定工作。     

复合材料内部损伤的光纤图像显示方法

研究了复合材料损伤的光纤图像显示方法, 并研制了相应的测试系统。通过数字化处理检测网络输出的图像, 实现复合材料结构损伤的定量检测和直观显示。冲击损伤检测实验证明, 摄像2图像处理光纤损伤测试系统与通常的光电检测系统相比具有诸多优点。      

复合材料内部损伤的光纤图像显示方法

研究了复合材料损伤的光纤图像显示方法，并研制了相应的测试系统。通过数字化处理检测网络输出的图像，实现复合材料结构损伤的定量检测和直观显示。冲击损伤检测实验证明，摄像－图像处理光纤损伤测试系统与通常的光电检测系统相比具有诸多优点。     

结构状态探测及损伤估计系统：基于光纤传感阵列和神经网络信号处理技术

给出了结构状态探测及损伤估计系统的原理和结构。描述了一种新颖的光纤传感阵列和适宜的神经网络信号处理技术。在石膏构件上的初步实验结果表明此系统能够对结构的状态（如受力和挠度等情况）进行监测。可发展成为机敏结构，在航空航天、船舶和土木建筑等领域有潜在的应用价值。     

空心光纤性能及在机敏结构中应用的研究

损伤、断裂的监测与修复是复合材料应用中的一个难题，本文提出了空心光纤的方法，有望这方面的问题。     

阵列光纤传感式多通道脉冲分光颜色测量系统

开发了一种用采脉冲氙灯光源照明，多元阵列光纤作为多通道接收器的光纤型脉冲多通道快速分光颜色测量系统。该仪器的色分辨率高，动态范围大，色品坐标精度为０．００２，测量光谱范围为３８０～７８０ｎｍ，光谱分辨率为１０ｎｍ，测量时间几个毫秒，测量时间间间隔小于５ｓ。它能测量较暗物体和荧光物体的颜色，也能进行脉冲光源的相对光谱功率分布的测量，并能给出各种标准照明体和各种色度系统下的色度参数。     

基于FBG传感技术的复合材料T型加筋板低速冲击损伤监测

针对碳纤维增强树脂复合材料低速冲击损伤的实时监测,设计将布拉格光纤光栅（FBG）传感器埋植在复合材料T型加筋板结构的三角填充区,在线监测复合材料T型加筋板冲击损伤过程。分别将FBG传感器埋植于复合材料层合板内部和复合材料T型加筋板的三角填充区,对比FBG传感器的埋入对复合材料层合板和复合材料T型加筋板力学性能的影响。结果表明,内埋FBG传感器的复合材料层合板试样的拉伸强度比未埋植传感器的层合板试样降低了约5%,但在FBG传感器的破坏应变范围内,FBG传感器可以准确、实时地监测复合材料的应变信号。将FBG传感器埋入复合材料T型加筋板的三角填充区,内埋FBG传感器的T型加筋板样件压缩破坏载荷与未埋植的样件基本一致。通过对比T型加筋板蒙皮上冲击位置、冲击能量对FBG传感器测得的冲击过程持续时间和最大应变值的影响,表明冲击过程持续时间随着冲击能量增大而延长,最大应变值随着冲击距离的增加呈下降趋势,而最大应变值随着冲击能量的增大呈上升趋势。利用FBG传感器测得的应变信号可初步实现对复合材料T型加筋板蒙皮冲击损伤位置及冲击能量的实时监测。      

根键式桥墩的光纤光栅传感网络应用研究

论述了光纤光栅传感网络在根键式桥墩应变分布实验测量中的应用研究。根据对桥墩应变点分布情况的有限元法分析,在大桥成桥过程中成功地布置了相适应的光纤光栅传感网络。传感网络共分10层,每层布置8个光纤光栅应变传感器和1个温度传感器,布设的传感器在桥墩的静载荷实验过程中监测结构层的状态。监测结果表明：所布设的光纤光栅传感网络在桥墩12次加载,每次载荷2352kN（240t）的过程中,能正确反映桥墩结构层面的变化,为桥梁的安全载荷运营提供了可靠的依据。     

空芯光子带隙光纤及其传感技术

本文综述了空芯光子带隙光纤的独特性质,并介绍了近年来这类光纤在传感领域应用的新进展。光波在空气纤芯中低损耗传输是空芯光子带隙光纤的重要特性,它带来了长距离、大能量密度的光与物质相互作用通道,降低了光纤材料属性对传输光的影响(如中红外吸收、热光效应),为诸如痕量气体/液体探测、高精度光纤陀螺仪等传感应用提供了高效的新平台。空芯光子带隙光纤内部精细的微结构具有新颖的机械性能和热性能,有利于诸如声波、振动探测等传感应用;还可结合光纤后期热处理、选择性填充等技术,对多孔包层进行结构修改或材料填充,获得进一步的性能和功能扩展。这些灵活性已用于开发具有新特性的光纤器件,例如光栅、起偏器和偏振干涉仪。目前,空芯光子带隙光纤传感技术的发展已大大扩展了光纤的环境感知能力和应用范围,是全光器件和光集成技术发展的重要方向。

     

空心光纤性能及其在机敏结构中应用的研究

损伤、断裂的监测与修复是复合材料应用中的一个难题 ,本文提出了空心光纤的方法 ,有望解决这方面的问题。     

光纤布拉格光栅应变与温度传感特性及其实验分析

对光纤布拉格光栅应变与温度传感特性进行了分析，理论计算了波长变化对传感系数的影响，提出了光纤光栅应变传感的温度补偿方法，并理论分析了光纤光栅温度和应变传感的耦合作用，最后，通过材料实验与等强度梁实验研究与分析了光纤光栅的应变与温度传感特性。理论分析与实验结果表明，两者吻合很好，光纤光栅的波长变化与应变和温度存在很好的线性关系，波长变化对传感系数的影响很小。     

基于可调光纤F—P滤波器解调的分布式光纤光栅传感系统

提出并实现了一种可满足工程实用要求的波分复用光纤光栅传感网络解决方案，系统通过可调谐光纤F-P滤波器的连续扫描实现波长信号的解调，该传感系统扫描带宽50nm，单点工作带宽5nm，对一般应用系统每根单纤可设20-30个点，系统最高扫描频率200Hz，分辨率5pm(约5με或0．5℃)。     

复合材料加筋壁板冲击损伤特性及损伤容限研究进展

根据近年来复合材料层合板和加筋壁板的冲击损伤特性及损伤容限方面的研究文献,从试验研究和理论分析两方面综述了其研究进展。将含冲击损伤复合材料层板压缩强度分析方法分为五类:宏观唯象法、子层屈曲法、开口等效法、软化夹杂法、累积损伤法,并分析了各类方法的特点和存在的问题。最后对有待进一步研究的问题作了展望。     

基于干涉解调技术的光纤激光器水声传感系统

分析了基于Michelson干涉解调技术的光纤激光器水声传感的原理,在一段掺铒光纤中写入具有π相移的光纤光栅构成光纤激光器,水声压力作用在激光器上引起激光工作波长的变化;采用基于3×3耦合器的偏振无关的非平衡光纤Michelson干涉仪将激光波长变化转化为干涉仪的相位变化;干涉仪的输出由光电探测器转换后使用DSP进行信号解调.针对3×3耦合器分光比不对称的问题,本文提出利用实时调整幅度的2路干涉信号进行解调的方案,该方案不需要3×3耦合器有严格的分光比,消除了外界环境对解调输出的非线性影响.水声探测实验表明,光纤激光器水声传感系统的声压灵敏度为-166.5 dB(参考值1 rad/μPa),解调结果与水声信号具有良好的线性关系.