信息來(lái)源:機經(jīng)網(wǎng) 上傳日期:2014-08-22
能夠自發(fā)并持續進(jìn)行結構健康監測的智能復合材料,越來(lái)越接近現實(shí)。歐盟資助的一個(gè)名叫“智能纖維”(Smart Fiber)的研究項目,研制出首個(gè)完整的、小型化的光纖傳感器系統,可以完全嵌入纖維增強復合材料中。
這個(gè)項目利用RFID無(wú)線(xiàn)通訊,將數據傳輸到光纖傳感器網(wǎng)絡(luò )。這些光纖傳感器網(wǎng)絡(luò )嵌入在纖維增強復合材料中。這個(gè)項目旨在開(kāi)發(fā)一個(gè)足夠小的結構健康監測系統——即毫米級,可嵌入到制造飛機、衛星、橋梁、石油和天然氣井、風(fēng)力渦輪葉片、船體和螺旋槳的復合材料中去。目標是生成一個(gè)連續的復合材料結構數據,方便技術(shù)人員進(jìn)行結構健康監測,決定什么時(shí)候需要維護,并預警可能的結構失效。
該研究團隊開(kāi)發(fā)了一個(gè)壓力傳感器,包括嵌入式光纖傳感器和嵌入式纖維信號應答機。通常的外部信號應答機,需要采用纖維連接嵌入式傳感器。這個(gè)系統消除了潛在的脆弱的纖維隱患。該系統選用光纖布拉格光柵(FBG)傳感器而非其他應變監測選擇技術(shù),如經(jīng)典的電子應變儀,是因為FBG系統具備緊湊、輕質(zhì)、抗電磁干擾(EMI)、高耐腐蝕、高溫操作和多路技術(shù)能力的優(yōu)點(diǎn)。這種光纖布拉格光柵(FBG)傳感器有一個(gè)非常小的直徑,在斷裂時(shí)有極端的伸長(cháng)率,為盡可能減少對復合材料強度的影響而專(zhuān)門(mén)設計。
智能纖維項目的主要目標之一就是開(kāi)發(fā)出一個(gè)可以很容易地融入工作生產(chǎn)環(huán)境,同時(shí)降低成本的嵌入式傳感器系統。該研究團隊開(kāi)發(fā)的自動(dòng)光纖復合材料技術(shù)是用了硅基精密加工工藝,將傳感器網(wǎng)絡(luò )嵌入復合材料。該傳感器系統的核心是光子集成電路。電路中排列波導光柵作為分光計,與纖光柵傳感器的信號應答機精確連接。