基于光纤传感网络的航空航天复合材料结构健康监测技术研究现状-论文.pdf

《基于光纤传感网络的航空航天复合材料结构健康监测技术研究现状-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第20卷第1期上海戈报(自然科学版)Vbl_20NO．12014年2月JOURNALOFSHANGHAIUNIVERSITY(NATURALSCIENCE)Feb．2014DOI：10．3969／j．issn．1007—2861．2013．07．041基于光纤传感网络的航空航天复合材料结构健康监测技术研究现状张博明，郭艳丽(北京航空航天大学材料科学与工程学院，北京100191)摘要：概述了光纤传感器的分类及特点，详细介绍了光纤传感器在航空航天复合材料结构健康监测中的应用和发展状况，包括Boeing公司、Airbus公司、美国国家航空航天局fNat

2、ionalAeronauticsandSpaceAdministration，NASA)等对光纤传感器进行的应用研究．指出了光纤传感网络在相关应用中应考虑及有待解决的一些问题，展望了基于该类传感器的健康监测技术在航空航天领域中的应用前景．关键词：光纤传感器；航空航天复合材料；结构健康监测；光纤布拉格光栅中图分类号：V25文献标志码：A文章编号：1007-2861f2014)01．0033—10SurveyofAerospaceStructuralHealthMonitoringResearchBasedonOpticFiberSensorNetw

3、orksZHANGBo—ming，GUOYah—li(SchoolofMaterialScienceandEngineering，BeihangUniversity,Beijing100191，China)Abstract：Anoverviewofclassificationandcharacteristicsofopticalfibersensorsispre-sented．Applicationsoffiberopticsensorinaerospacecompositematerialsstructuralhealthmonitoringa

4、ndtheirdevelopmentarediscussed．TheapplicationsincludeBoeing，Airbus，NASA(NationalAeronauticsandSpaceAdministration)andothers．Problemsrelatedtofiberopticsensornetworkapplicationsthatneedbeconsideredandaddressedarepointedout．Prospectsofthesensor—basedhealthmonitoringtechnologyin

5、theaerospaceindustryarepredicted．Keywords：fiberopticsensor；aerospacecomposite；structuralhealthmonitoring；fiberBragggrating光纤传感技术是现代通信的产物，是随着光纤通信技术的发展而逐步发展起来的新技术．由于光纤传感器具有体积小、重量轻、抗电磁干扰、耐腐蚀、化学性能稳定、灵敏度高、集成性好、复用性强等特点，因此在航空航天复合材料的结构健康监测方面得到了广泛的应用．1光纤传感技术分类及特点光纤传感器按照测量范围可分为点测量、准分布式

6、测量和分布式测量3种．准分布式和分布式测量没有明确的界定，在通常情况下，准分布式是指由点测量联接而成的多点测量，而分布式是指光纤自身各处都可以作为测量点．收稿日期：2013—11—29通信作者：张博明(1966一)，男，教授，博士生导师，研究方向为树脂基复合材料与结构设计理论E．mail：zbm@buaa．edu．cn上海戈报(自然科学版)第20卷点测量按照光纤传感器机理来划分主要包括强度调制型、非本征Fabre—Perot干涉(extrinsicFabry—PerotinterferometricEFPI)型和光纤布拉格光栅(fibreBrag

7、ggrating，FBG)型3种，它们都是通过感知被测量的扰动所引起的光纤中光的某个特征参量的变化来实现测量的．强度调制型传感器的结构和解调方式简单，但灵敏度不高；EFPI型灵敏度高、传感器探头微型化，但只能测量被测量的相对变化量．强度调制型和EFPI型传感器都易受环境影响，不能满足长期贮存并使用的需要，且不易组成分布式的光纤测量系统．因此，光纤光栅传感器的应用非常广泛．用于点测量的光纤传感器以一定方式联接复用即可实现准分布式测量，其中FBG传感网络采用的复用技术主要包括波分复用(wavelengthdivisionmultiplexing，WD

8、M)、时分复用(timedivisionmultiplexing，TDM)、空分复用(spatialdivisionmultiplexi