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光学技术中心研发新型光纤系统用于极端环境下结构健康检测

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本文摘要:现在,坐落于美国弗吉尼亚州的弗吉尼亚理工大学,其光学技术中心的研究人员研发了一种新型的光纤技术,这种技术将未来将会提高极端条件下监测结构的能力。明确而言,新的系统被设计为需要传感一些环境因素... 结构身体健康监测系统传统上是用于压电式转换器,一种装置需要将压力切换为电压信号。这些传感器一般来说具备较好的可靠性,除了在腐蚀性环境或高温下的情况下,即在300摄氏度以上。 因此在这些险恶的环境中,它们的准确性和实用性是受限的。

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现在,坐落于美国弗吉尼亚州的弗吉尼亚理工大学,其光学技术中心的研究人员研发了一种新型的光纤技术,这种技术将未来将会提高极端条件下监测结构的能力。明确而言,新的系统被设计为需要传感一些环境因素...  结构身体健康监测系统传统上是用于压电式转换器,一种装置需要将压力切换为电压信号。这些传感器一般来说具备较好的可靠性,除了在腐蚀性环境或高温下的情况下,即在300摄氏度以上。

因此在这些险恶的环境中,它们的准确性和实用性是受限的。  现在,坐落于美国弗吉尼亚州的弗吉尼亚理工大学,其光学技术中心的研究人员研发了一种新型的光纤技术,这种技术将未来将会提高极端条件下监测结构的能力。明确而言,新的系统被设计为需要传感一些环境因素,如在结构中的突发事件、温度和变形,以及结构外观上的裂纹。

  光纤组件已被证明可以在十分低的温度下展开可信工作,由于光纤材料是由非常简单石英纤维包含,该论文的第一作者研究生胡晨楠说明说。这种光纤技术的发展将大大提高关键基础设施在险恶环境下展开结构健康状况的监测工作,如现代过热器或核电站。它将有助保证发电厂的倒数运营,并有助避免有可能再次发生的结构性故障,防止出现灾难性后果。

  和胡一起的还有本论文的年出版者于志浩,他是博士后研究员,和王安博,他是该中心主任。这种技术在美国光学学会的《光学快报》杂志上展开了叙述。  该系统使用两个光纤串行相连多个光纤可用传感观测单元,并把传感单元所附在结构的表面展开传感监测。每个感测元件还包括一个倾听单元,坐落于一个光纤电缆内,和一个声检测单元,也在一个光纤外壳内。

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  当由光纤传输的激光脉冲鼓舞时,声音产生单元不会产生在结构中传播的声振动波。这些振动是由声观测单元接管的,一种称作光纤布拉格光栅(光纤光栅)的装置,它构成结构的声学特征。

此外,光纤光栅还获取了结构的突发事件和温度的信息。  通过分析结构的声波标记图和从光纤光栅取得的可选信息特征,我们可以同时监控多个环境参数,胡说明说道。

这是创建2009年公开发表在《光学快报》上的一篇论文的理论之上的。  在本论文中所叙述的研究中,温度、突发事件和厚度的变化,和一个人工产生的裂纹的外观,在一个铝块上展开了监测实验。

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该文件并没证明在高温下的监测,但我们坚信,该系统可以在高温下工作,即把低温环氧树脂代替为高温胶粘剂,我们早已取得了有前途的高温监测结果,胡说。  研究人员说道,分布式传感系统的一个有可能的应用于是在所谓的P91钢管的外表面,这种钢管普遍应用于电力行业。

  这些管道一般来说用作传输腐蚀性的高温、高压蒸汽,胡说明说道。然而,这些管道和其他关键材料的完整性,在发电系统中可能会好转,并随着时间的流逝,好转亲率可能会很快回落,因为系统的工作温度被推高,所以这些材料的监测显得更为最重要。  该传感器系统也可以用作一架飞机上,以监测在燃气涡轮发动机或其他关键部件的多点结构的身体健康,研究人员说道。  接下来,团队计划研发一个灵活和强劲的传感器系统,并在一个确实的发电厂展开现场的实验测试,以适应环境其商业用途,胡说明说道。


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