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亚博登录:光纤激光传感器技术用于结构健康监测

2021-08-29 04:13

本文摘要:美国海军研究实验室(NRL)光学部门的研究物理学家GeoffreyCranch博士说,目前,没有任何美国军事部门使用原位技术来管理其设备的结构健康。他称之为:“自动原位结构健康监测(SHM)系统需要监测关键结构参数,如温度、紧急情况、冲击和裂缝,并需要在损害超过相当严重的水平之前可靠地检测到损害。”由于这个原因,有必要具有能够几乎动态地检测与裂纹的频繁出现和快速增长相关的声音剥离信号的传感器。 这种传感器必须比现有的电子产品更小更轻,灵敏度非常高或提高,体积更小。

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美国海军研究实验室(NRL)光学部门的研究物理学家GeoffreyCranch博士说,目前,没有任何美国军事部门使用原位技术来管理其设备的结构健康。他称之为:“自动原位结构健康监测(SHM)系统需要监测关键结构参数,如温度、紧急情况、冲击和裂缝,并需要在损害超过相当严重的水平之前可靠地检测到损害。”由于这个原因,有必要具有能够几乎动态地检测与裂纹的频繁出现和快速增长相关的声音剥离信号的传感器。

这种传感器必须比现有的电子产品更小更轻,灵敏度非常高或提高,体积更小。在美国海军研究材料科学部的部分投资下,NRL正在开发一种宽度约等于头发长度的激光传感器。在测试过程中,研究人员在一组铝焊件中安装了分布式光纤激光声剥离传感器,测量了两小时加速疲劳试验中产生的0.5兆赫兹比特率声剥离信号,同时使用等效的电传感器进行测量。嵌入式传感器用于解决问题焊件的周期性“表面磨损”的声学事件和裂纹信息的声学剥离。

搭接处的延时光学元件可以使观察到的脱落与测量信号相关联。除了裂纹检测之外,光纤激光传感器还证明了它需要测量损伤效应,并具有与现有光纤应急和温度传感系统一起构建的潜力。这已经获得了多参数传感能力,以满足自蔓延高温合成系统的安全要求,并有必要降低总的享受成本。“我们的研究小组证实,光纤激光技术需要在模拟的耗尽环境中检测从裂缝中发出的超声波。

这项工作的新部分是光纤激光技术及其应用。”来自裂纹的声信号也可以用于压电传感器部署测量,这已经驱动了现有的过热预测工作。

然而,由于其大的几何尺寸和有线多通道能力,被称为压电技术的克兰奇在许多应用中并不实用。克兰奇坚信,这项技术在军事以外的领域潜力不大。他称之为对海军平台的关注,如飞机、船只和潜艇,但这项技术也可以用于民用飞机、桥梁和建筑。

目前,实验室中还没有其他光纤传感器需要匹配光纤激光声学剥离传感器的性能。长期以来,光纤激光传感器被证明在声学灵敏度方面比现有的电传感器非常高,甚至更高。

该系统已经可以将多个光纤激光传感器组装成一束光纤。目前的工作是解释声波升空数据,计算过热概率等简单指标。


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