件或材料常規(guī)工作的同時實現(xiàn)對其安全運轉(zhuǎn)、以及故障的實時監(jiān)控。將光纖應(yīng)用于橋梁測試中,可實現(xiàn)對橋梁鋼索的索力及預(yù)應(yīng)力連續(xù)混凝土梁內(nèi)部應(yīng)力、應(yīng)變特性的測量和測控,從而構(gòu)成智能橋梁。加拿大的rotest公司基于fabry-perot白光干涉原理研制的光纖傳感器具有很高的精度和重復(fù)性,可安裝在材料或建筑物表面或埋入內(nèi)部,對應(yīng)變、位移、裂縫、空隙壓力等進行監(jiān)測;我國的繆延彪教授建立了一種新的波長干涉儀試驗系統(tǒng),該系統(tǒng)可實現(xiàn)較大范圍的絕對距離測量。 3.3 航天航空導航系統(tǒng)應(yīng)用 上世紀90年代,vali和shorthill首次提出并實驗驗證了i-fog原理,同時通過采用消偏結(jié)構(gòu)、3軸i-fog、edfa光源等新型光纖器件和技術(shù),可使光纖光柵傳感器具有成本低、體積小、重量輕和性能高等優(yōu)勢,故在航天及軍事領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。例如,漢普頓大學和nasa蘭利研究中心。利用光纖光柵溫度/剪切應(yīng)力傳感器,來分辨溫度和剪切應(yīng)力引起的布拉格波長偏移,從而廣泛應(yīng)用于空氣動力學設(shè)備。 3.4 工礦企業(yè)系統(tǒng) 基于光纖的彈光效應(yīng),fbg器件的應(yīng)力傳感器已被廣泛應(yīng)用于應(yīng)力監(jiān)測中。在許多特殊場合,如核工業(yè)、
什么是光纖陀螺呢?它是隨著光纖技術(shù)的迅速發(fā)展而出現(xiàn)的一種新型光纖旋轉(zhuǎn)傳感器。近年來,傳感器朝著靈敏、精確、適應(yīng)性強、小巧和智能化的方向發(fā)展。在這一過程中,光纖傳感器這個傳感器家族的新成員倍受青睞。 光纖陀螺主要由光源、探測器等有源器件和光纖耦合器、相位調(diào)制器等無源器件以及光纖組成。自從1976年美國猶他大學的vali和shorthill等人成功研制第1個光纖陀螺(fiber-optic gyroscope, fog)以來,光纖陀螺已經(jīng)發(fā)展了30多年。在這30多年的發(fā)展過程中,許多基礎(chǔ)技術(shù)如光纖環(huán)繞制技術(shù)等都得到了深入的研究。 光纖陀螺的發(fā)展是日新月異的。不僅是科學家熱心于此,許多大公司出于對其市場前景的看好,也紛紛加入到研究開發(fā)的行列中來。由于光纖陀螺在機動載體和軍事領(lǐng)域的應(yīng)用甚為理想,因此各國的軍方都投入了巨大的財力和精力。 光纖陀螺具有質(zhì)量輕、體積下、成本低、精度高、可靠性高等優(yōu)勢,這些突出特點使其在航天航空、機載系統(tǒng)和軍事技術(shù)上的應(yīng)用十分理想,因此受到用戶特別是軍隊的高度重視,以美、日、法為主體的光纖陀螺儀研究工作已取得很大的進展。光纖陀螺儀研究工作大部分集中在干涉
其中光纖和電導線的嵌入均已實現(xiàn)了自動化,為智能型服裝的商業(yè)化解決了又一難題。 智能材料作為橋梁、大壩等混凝土大型建筑的監(jiān)測系統(tǒng)已在國外多處工程中通過安裝測試并付諸應(yīng)用。此外,智能材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用也日趨廣泛,尤其是采用光纖光柵和光纖分布式應(yīng)力、溫度測量系統(tǒng)進行惡劣環(huán)境條件-高溫、變形的多參量監(jiān)測取得了明顯的效果。圖14勾勒出分布式傳感器在航天領(lǐng)域多參量監(jiān)測中的應(yīng)用方案。 3、光纖陀螺及慣性導航系統(tǒng) 光纖陀螺(i-fog)及慣導系統(tǒng)歷經(jīng)25年的發(fā)展,目前已進入實用階段。 從1976年vali和shorthill首次提出并實驗驗證i-fog原理之后[2]的五年間,世界范圍內(nèi)的主要工作集中于基本結(jié)構(gòu)的研究、結(jié)構(gòu)小型化、開環(huán)和閉環(huán)結(jié)構(gòu)的討論等。圖15顯示出光纖陀螺的標準結(jié)構(gòu)[10]。 從1980到1990年的十年中,對系統(tǒng)誤差因子和光纖器件的研究取得了顯著的進展,新型的sld光源、保偏光纖及耦合器的采用,以及特殊的繞制技術(shù)為陀螺的實用化鋪平了道路。上世紀90年代,中級的i-fog由于采用了消偏結(jié)構(gòu)、3軸i-fog、edfa光源等新型光纖器件和技術(shù),實現(xiàn)了成本降低、體積減小和性能提高目