光纤智能结构的传感研究

把智能材料（如光纤）植入工程结构形成智能结构,使工程结构具有感知和处理信息,并执行处理结果,对环境的刺激作出自适应响应,智能结构的提出使工程学科产生革命性的变化,具有重大的科学意义与广阔的应用前景。本介绍了光纤智能结构的发展历史、研究现状、和光纤传感技术。     

单丝拔出法在光纤智能复合材料界面研究中的应用

采用单丝纤维拔出法研究光纤智能复合材料中光纤与基体之间界面的剪切强度.为了测量光纤拔出拉伸力,设计了小量程的力传感器,该传感器设计灵敏度为1.91 mV/V,标定结果表明其测试结果不受载荷作用位置的影响.单丝拔出试验研究发现无论光纤埋入长度多短,光纤单丝拔出试验过程中,在埋入端附近总是发生涂敷层破坏,埋入基体部分断在其内部,而纤芯(包括包层)从残留在基体内的涂敷层中拔脱出来的现象.有限元分析结果表明,光纤埋入基体中,埋入的涂敷层在基体材料端面附近会出现应力集中,且埋入长度越短,应力集中程度越大.采用单丝拔出法无法得到光纤与基体结构之间的界面剪切强度值,但试验现象表明,光纤涂敷层与树脂之间是浸润的.     

用于复合材料的光纤

法国原子能中心的Leti光学测量实验室从1994年起开始研制布拉格光纤传感器.到20世纪90年代末,该实验室已开始实施把布拉格光纤传感器用于航空学的研究计划,并得到了法国军备总代表处(DGA)的资助.     

光纤传感技术在智能小车导航中的应用

提出并设计了一种基于光纤的激光导航信号接收传感器.该传感器由激光收集板、光纤和激光接收器组成,它利用激光收集板收集激光导航信号,并把收集到的激光信号通过光纤传给激光接收器进行后继处理.把光纤传感器安装在智能小车上,为智能小车的导航提供了便捷可靠的方法.     

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．     

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。     

基于EFPI和FBG传感器的光纤智能夹层系统研究

以光纤自诊断系统为研究对象,围绕光纤智能夹层(FOSL)制作和标定中的相关理论及技术展开较深入的研究。采用聚酰亚胺薄膜制作了基于非本征法布里-珀罗干涉型(EFPI)传感器和光纤布拉格光栅(FBG)传感器的FOSL。制作过程中,光纤传感器性能完好,FOSL的埋入对复合材料强度影响较小。在此基础上,对FOSL试件中的EFPI和FBG传感器进行了四点弯曲试验。试验表明,FOSL中,EFPI传感器的应变与载荷、FBG波长偏移与应变之间均具有良好的线性关系;在FOSL的制作中,可以选用EFPI和FBG传感器同时监测结构应变和温度。利用FOSL中的光纤传感器网络和先进信息处理技术,可以建立结构损伤主动、在线和实时监测系统。     

光纤传感发展近况

简要介绍了光纤传感近几年的发展概况,主要是：光纤光栅在传感方面的应用;光纤传感技术在智能结构和智能材料方面的应用：光纤传感在现场的实用情况等．     

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。     

机敏材料中的光纤传感与信号处理技术

简述了机敏材料与结构内状态监测，损伤估计用光纤传感器，光纤传感阵列及其输出信号的人工神经网络处理原理、技术的研究进展和发展趋势     

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。     

智能材料与结构中的缠绕式光纤传感阵列及其神经网络处理

提出了一种新颖的，利用多模光纤缠绕钢绳式传感阵列网络，对民结构的受力，应变等状态进行监测和估计，并采用人工神经网络实时处理并行分布式传感信号，给出了ＢＰ网的仿真结果。     

光纤传感器现状

分析了近年来世界范围内光纤传感器技术的应用和发展。与传统的各类传感器相比,光纤传感器有一系列独特的优点,如灵敏度高,抗电磁干扰、耐腐蚀,便于实现多路技术,结构简单,体积小,重量轻,耗电少等。应力、温度、气压是目前应用最广泛的光纤传感器,而光纤光栅传感是目前研究最广泛的光纤传感技术。光纤陀螺仪、光纤电流传感器是比较成熟的光纤传感器,已成功地实现了商业化。最后,讨论在应用光学动态发展中光纤传感器的技术与商业发展趋势。     

偏振器件在通信和传感中的应用

偏振器件是光纤通信和光纤传感系统中的重要器件.随着光纤光学的发展,偏振器件的应用越来越广泛,并且开发出了许多新的类型.为此总结了偏振器件在光纤通信及光纤传感领域中的应用,并对偏振器件的研究方向作了展望.     

反射式光纤束位移传感器的建模与仿真

系统地建立了具有普遍适用性的反射式光纤束传感器的理论模型。对于小数目光纤组成的光纤束,通过建立60°角坐标系来分析不同排列形式的光纤束,建立了离散式通用模型;对于大数目光纤组成的光纤束,通过引入轴间距分布密度参量,建立了积分式通用模型;进而给出了组合式光纤束传感器的模型。对常用的几种排列形式的光纤束进行了计算机仿真和分析,并与测量值进行了比对。结果表明,该模型准确有效。