實驗力學第6章-1綜述.

1、6.1 6.1 光纖傳感器光纖傳感器( (FOS，F(xiàn)iber Optical Sensor)第第6 6章章 現(xiàn)代測試技術現(xiàn)代測試技術 課程課程實驗實驗1.1.光纖導光光纖導光的基本原理的基本原理 1).1).光纖結構光纖結構12,1%nn6.1.1.6.1.1.光纖的基本概念光纖的基本概念40-50um裸光纖裸光纖5-10m23mm高高錕錕2009諾貝諾貝爾物理學獎爾物理學獎2n1n2).2).菲涅爾折射定理菲涅爾折射定理n1n2ri(a)(a)光的折射示意圖光的折射示意圖 n1sini=n2sinr n1n2r=90i0(b)(b)臨界狀態(tài)示意圖臨界狀態(tài)示意圖 n1n2ri(c)(c)光全反

2、射示意圖光全反射示意圖 i0=arcsin(n2/n1)ii0光由光由光密物質入射至光疏物質光密物質入射至光疏物質時，當時，當n n1 1n n2 2，有，有r ri i 3).3).數值孔徑數值孔徑NA NA (Numerical Aperture, NA) 2111000sinsin(90)cos1 sinikKKnnnnnn0112sinsinsinsinijkrnnnn1021sin(/)sinsin(/)sinijkrnnnnjk90,因所以光纖導光示意圖光纖導光示意圖jikrABCDEFK00n0n2n1Gn0空氣折射率空氣折射率n1纖芯折射率纖芯折射率n2包層折射率包層折射率ar

3、csin(NA)是一臨界角是一臨界角,凡入射角凡入射角iarcsin(NA)的光的光線進入光纖都不能傳播而在包層消失；只有線進入光纖都不能傳播而在包層消失；只有入射角入射角iarcsin(NA)的光線才可進入光纖被全反射傳播的光線才可進入光纖被全反射傳播 。222212120101sin1sinsinirrnnnnnnn02212sinNAinn222012sinsinirnnnr9001n 210sin1 siniKnnjikrABCDEFK00n0n2n1G2.2.光纖分類光纖分類根據根據折射率分布函數折射率分布函數: : 階躍光纖、漸變（梯度）光纖階躍光纖、漸變（梯度）光纖階躍光纖階躍光

4、纖折射率分布函數折射率分布函數梯度光纖梯度光纖折射率分布函數折射率分布函數n1n2n(x) x2rn1n1n2n(x) x2rn1單模光纖單模光纖（長距離）（長距離）多模光纖多模光纖（短距離）（短距離）5-105-10 m m50-6050-60m m只傳一種模式的光只傳一種模式的光用激光做光源用激光做光源可傳多種模式的光，可傳多種模式的光，耦合器耦合器及接線器及接線器按按傳榆模數傳榆模數分類分類按按材料材料分類分類 高純度高純度石英石英玻璃纖維玻璃纖維通信通信光纖光纖 低純度玻璃低純度玻璃光纖、光纖、塑料塑料光纖光纖 醫(yī)用、照明醫(yī)用、照明按按用途用途分類分類 通信通信光纖（光纖（SiOSiO

5、2 2） 非通信非通信光纖（低純度玻璃、塑料）光纖（低純度玻璃、塑料）2.2.光纖分類光纖分類6.1.2.6.1.2.光纖傳感器光纖傳感器光纖光纖信號處理系統(tǒng)信號處理系統(tǒng)光接收器光接收器敏感元件敏感元件光發(fā)送器光發(fā)送器光纖傳感器光纖傳感器1.1.光纖傳感器構成光纖傳感器構成把把被測量被測量轉變?yōu)榭蓽y的轉變?yōu)榭蓽y的光信號光信號的的裝置裝置。根據光纖在傳感器中作用：根據光纖在傳感器中作用：本征型本征型、非本征型、非本征型2.光纖傳感器光纖傳感器分類分類信號處理光接收器敏感元件光發(fā)送器光纖非本征型非本征型（傳光型）（傳光型）傳導傳導信號處理光接收器光纖光發(fā)送器本征型本征型（傳感型）（傳感型）傳導傳導

6、 + 傳感傳感3.3.工作原理工作原理來自光源的光經光纖送入來自光源的光經光纖送入調制器調制器，使，使待測參數待測參數與輸入與輸入調調制區(qū)的光相互作用制區(qū)的光相互作用，導致光某些特性，導致光某些特性( (強度、波長、頻強度、波長、頻率、相位、偏振態(tài)率、相位、偏振態(tài)等等) )發(fā)生發(fā)生變化變化，成為被調制，成為被調制信號光信號光，再經光纖送入光探測器，經再經光纖送入光探測器，經解調器解調器解調獲得解調獲得被測參數被測參數。CTtAE，)sin(入射光纖出射光纖光源輸出強度強度調制調制相位調相位調制制頻率調頻率調制制偏振態(tài)偏振態(tài)調制調制波長調制波長調制光的波動方程：根據根據光受被測對象的光受被測對象

7、的調制形式調制形式1 1）強度調制強度調制利用利用被測量被測量變化引起變化引起敏感元件敏感元件的的折射率、吸收或反射折射率、吸收或反射等等參數的變化，而參數的變化，而導致導致光強光強變化變化實現(xiàn)敏感測量的傳感器。實現(xiàn)敏感測量的傳感器。小位移小位移調制、調制、微彎損耗光強微彎損耗光強調制、調制、吸收特性吸收特性強度調制強度調制sinAEt2 2）偏振偏振調制調制- -法拉第磁光效應法拉第磁光效應、雙折射雙折射效應效應3 3）頻率頻率調制調制- -喇曼喇曼、多普勒多普勒效應、效應、光致發(fā)光光致發(fā)光4 4）相位相位調制調制- -磁致伸縮磁致伸縮、電致伸縮電致伸縮、光彈光彈效應效應5 5）波長波長調制

8、調制- -多點測量多點測量, ,解調技術復雜解調技術復雜邁克爾遜光纖干涉儀原理圖邁克爾遜光纖干涉儀原理圖指指 標標強強 度度 型型相相 位位 型型光光 柵（波長柵（波長) )精度精度低低較高較高高高加工工藝加工工藝簡單簡單復雜復雜較復雜較復雜成本成本低低高高較低較低技術成熟性技術成熟性成熟成熟較成熟較成熟成熟成熟可否分布測量可否分布測量( (成網成網) )可以可以不不可以可以嵌入性（兼容性）嵌入性（兼容性）可以可以較難較難很好很好線性度線性度一般一般一般一般很好很好變形能力變形能力好好差差好好性能穩(wěn)定性能穩(wěn)定較好較好較好較好好好耐久性耐久性好好較好較好好好監(jiān)測參數監(jiān)測參數多多少少多多響應頻率帶

9、寬響應頻率帶寬寬寬窄窄寬寬信號解調設備信號解調設備簡單簡單復雜復雜復雜復雜三種光纖傳感器定性比較三種光纖傳感器定性比較結論：結論：光纖光柵光纖光柵是是局部監(jiān)測局部監(jiān)測的最佳選擇的最佳選擇4. 光纖光柵傳感器優(yōu)點：光纖光柵傳感器優(yōu)點：p 分布式或準分布式分布式或準分布式測量，測量，多點或多參數多點或多參數測量；測量；p 探頭尺寸小探頭尺寸小，直徑與光纖等同，直徑與光纖等同, ,埋入測量；埋入測量；p 波長調制，波長調制，抗干擾能力強抗干擾能力強；p 耐久性好耐久性好，退火，退火，1515年；年；p 傳感傳輸一體傳感傳輸一體，易于構成網絡；，易于構成網絡；p 單根光纖單端檢測，單根光纖單端檢測，減

10、少傳輸減少傳輸線；線；p 抗電磁干擾抗電磁干擾，光在纖芯中傳輸；，光在纖芯中傳輸；6.1.3.光纖光柵光纖光柵傳感器傳感器1.1.基本概念基本概念定義定義：一段纖芯一段纖芯的的折射率折射率呈呈周期性變化周期性變化的的光纖光纖。功能功能：相當于一個窄帶反射鏡，：相當于一個窄帶反射鏡，只反射只反射某一波某一波 長長附近附近的的光光，其他光無損耗通過。，其他光無損耗通過。分類分類：BraggBragg光柵光柵、長周期光柵、啁啾光柵、長周期光柵、啁啾光柵 Bragg光柵（光柵（反射光柵反射光柵，短周期光柵，短周期光柵 ）長周期光柵（透射光柵）長周期光柵（透射光柵），周期為幾十至幾百，周期為幾十至幾百m

11、啁啾光柵啁啾光柵，周期不是常數，周期不是常數分類分類：BraggBragg光柵光柵、長周期光柵、啁啾光柵長周期光柵、啁啾光柵 1um 透射光譜透射光譜 光束光束1光束光束2布拉格光柵結構布拉格光柵結構包層包層纖芯纖芯單模摻鍺（硅）光纖單模摻鍺（硅）光纖經經紫外光紫外光照射成柵技術形成。照射成柵技術形成。成柵后的光纖成柵后的光纖纖芯折射率纖芯折射率呈現(xiàn)呈現(xiàn)周期性分布條紋周期性分布條紋。 2 2 光纖光纖Bragg光柵光柵的成柵方法的成柵方法雙光束干涉寫入技術雙光束干涉寫入技術 相位掩膜寫入技術相位掩膜寫入技術直接寫入技術直接寫入技術在線成柵技術在線成柵技術光敏性光敏性：在：在244nm紫外光紫外

12、光照射下，光纖照射下，光纖折射率隨光折射率隨光強發(fā)生永久變化的特性強發(fā)生永久變化的特性。/ 2（1 1）FBGFBG傳感器基本原理傳感器基本原理當當一寬譜光源入射一寬譜光源入射光纖光纖Bragg光柵時，光柵時，光柵將光柵將反射反射以以布布喇格喇格波長波長 B 為中心波長的為中心波長的窄譜分量窄譜分量，其他的光透射。，其他的光透射。3. Bragg光柵光柵 (Fiber Bragg Grating, FBG) 纖芯纖芯包層包層折射率折射率 n2有效折射率有效折射率 neff光柵周期光柵周期折射率折射率透射透射反射反射2nBeff應變、溫度應變、溫度的的變化變化會會引起引起FBGFBG的的周期周期

13、( () )和和有效折射有效折射率變化（率變化（neff），從而使，從而使FBGFBG的反射波長變化的反射波長變化。FBGFBG傳傳感器通過感器通過測量布拉格波長的漂移測量布拉格波長的漂移實現(xiàn)對被測量檢測實現(xiàn)對被測量檢測。2nfBe fBeffn 光纖光柵的纖中心波長有效折射率芯的光柵周期22Beffeffnn effBBeffnn2Beffn兩邊微分兩邊微分應變、溫度應變、溫度的的變化變化會會引起引起FBGFBG的的周期周期( () )和和有效折射率有效折射率變化（變化（neff），從而使，從而使FBGFBG的反射波長變化的反射波長變化。FBGFBG傳感傳感器通過器通過測量布拉格波長的漂移測

14、量布拉格波長的漂移實現(xiàn)對被測量檢測實現(xiàn)對被測量檢測。(1). FBG有效折射率變化有效折射率變化211122121112(1)()2-= 2 -effefeffffeefPPnPPPnPnn 纖芯的纖芯的泊松比泊松比；P11, P12 纖芯材纖芯材料的料的彈光系數彈光系數。31112(1)2effeffnnPP有效彈光系數有效彈光系數1）FBG應變傳感特性應變傳感特性溫度不變溫度不變 軸向力軸向力作用下作用下光纖光柵產生光纖光柵產生軸向應變軸向應變-effeeffnPn(1)effeeBBffKnPn(2). FBG光柵光柵周期變化周期變化為為-effeeffnPn(1). FBG光柵光柵有效

15、折射率變化有效折射率變化為為Bragg光柵光柵應變靈敏度應變靈敏度對于普通的石英光纖對于普通的石英光纖，0.22,1550eBPnm1）FBG應變傳感特性應變傳感特性溫度不變溫度不變 則應變每變化則應變每變化1 1，BraggBragg光柵波長漂移約為光柵波長漂移約為1.21pm只考慮溫度變化只考慮溫度變化 BTBTKTT 熱膨脹系數熱膨脹系數(1).(1).由由熱膨脹效應熱膨脹效應引起的引起的光柵周期變化光柵周期變化為為T2 2）FBGFBG溫度傳感特性溫度傳感特性無應力條件下無應力條件下 (2).(2).由由熱光效應熱光效應引起的引起的有效折射率的變化有效折射率的變化為為effeffnnT

16、熱光系數熱光系數61550,7.5 10/12/Tnm KCpmC，中心波長漂移約為effBBeffnn2121112()2;effenPppp熱光系數熱，膨脹系數彈光系數3 3）FBGFBG傳感器隨傳感器隨應力與溫度應力與溫度的的同時變化同時變化()1eBBBTBPKTTK忽略忽略溫度與應變之間的溫度與應變之間的交叉敏感交叉敏感4 4） FBG FBG傳感器的傳感器的溫度和應變同時測量溫度和應變同時測量技術技術 FBG1FBG2111/BBTKKT222/=BBTKT122211/()/BBBBTTKKKa. 參考光纖光柵法參考光纖光柵法相相同同受外力作用受外力作用不受外力作用不受外力作用,

17、相同環(huán)境溫度相同環(huán)境溫度傳感光柵傳感光柵參考光柵參考光柵FBG1FBG21111/BBTKKTb. 光柵疊加法光柵疊加法光纖的相同位置刻不同中心波長的光柵光纖的相同位置刻不同中心波長的光柵相相同同受相同外力受相同外力+環(huán)境溫度作用環(huán)境溫度作用4 4） FBG FBG傳感器的傳感器的溫度和應變同時測量溫度和應變同時測量技術技術 2222/BBTKKT相相同同2套解調設備套解調設備應變或溫度應變或溫度寬帶光源寬帶光源F-P腔腔 壓電調節(jié)片壓電調節(jié)片掃描電壓掃描電壓5 5）光纖）光纖FBGFBG光柵光柵解調原理解調原理波長解調波長解調耦合器耦合器可調諧光纖可調諧光纖法布里法布里- -珀羅（珀羅（F-

18、P)F-P)腔濾波器法腔濾波器法單根光纖實現(xiàn)多點測量單根光纖實現(xiàn)多點測量探測器探測器高反射鏡高反射鏡高反射鏡高反射鏡最大光強最大光強應變或溫度應變或溫度寬帶光源寬帶光源F-P腔腔 壓電調節(jié)片壓電調節(jié)片掃描電壓掃描電壓耦合器耦合器單根光纖實現(xiàn)多點測量單根光纖實現(xiàn)多點測量探測器探測器高反射鏡高反射鏡高反射鏡高反射鏡最大光強最大光強6 6）光纖光纖FBGFBG光柵傳感網絡光柵傳感網絡寬帶光源窄帶濾波寬帶光源窄帶濾波(F-P)(F-P)波長掃描法波長掃描法波分復用波分復用技術技術解調儀每通道可接光柵傳感器個數解調儀每通道可接光柵傳感器個數(1(1個通道）個通道）nINTk ykBraggy 解調儀的波

19、長范圍；光纖光柵的靈敏度；每個光柵的應變量程范圍；一般解調儀波長范圍一般解調儀波長范圍為為50nm70nm.9122000,400050 10=121 104000uyunINTINTk y如應變范圍為即，則1/1,=50nm50000.kuuum波長范圍可表征如光纖傳感網絡的實現(xiàn)光纖傳感網絡的實現(xiàn) 針對針對時分復用技術時分復用技術，開發(fā)針對橋梁光纖光柵傳感網絡的光開關控，開發(fā)針對橋梁光纖光柵傳感網絡的光開關控制程序。通過計算機制程序。通過計算機R232串口控制光開關光路切換串口控制光開關光路切換。該程序可。該程序可以實現(xiàn)計算機對四臺以實現(xiàn)計算機對四臺136光開關通道切換控制?？梢詮拿颗_光光開

20、關通道切換控制?？梢詮拿颗_光開關開關36支光路中，選擇待測光路，設置待測光路切換時間間隔與支光路中，選擇待測光路，設置待測光路切換時間間隔與循環(huán)采集時間間隔。光開關最小切換時間間隔為循環(huán)采集時間間隔。光開關最小切換時間間隔為10ms。光纖傳感網絡的實現(xiàn)光纖傳感網絡的實現(xiàn)337）光纖埋入）光纖埋入FRP（Fiber Reinforced Polymer/Plastic）筋的方法）筋的方法強度高強度高耐腐蝕耐腐蝕易布設易布設工業(yè)化工業(yè)化。FRP的力學性能的力學性能 和腐蝕特性和腐蝕特性 光柵智能特性光柵智能特性 FRP-OFBG結構材料結構材料功能材料功能材料（1）FRP-OFBG筋筋34 旋轉拉

21、力機 加熱爐 帶光柵光纖 滑輪 樹脂 分束盤 合束盤 FRP纖維束 纖維束 7）光纖埋入）光纖埋入FRP筋的方法筋的方法357）光纖埋入）光纖埋入FRP筋的方法筋的方法36 FRP-OFBG微觀結構微觀結構 縱剖面縱剖面 橫截面橫截面 7）光纖埋入）光纖埋入FRP筋的方法筋的方法37FRP-OFBG筋力學特性試驗筋力學特性試驗05001000150020002500300035004000450050000100200300400500600700應變（） 應力（MPa） CFRP1 CFRP2 CFRP-OFBG1 CFRP-OFBG2CFRP-OFBG1551.51552.01552.51

22、553.01553.51554.01554.50200400600800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 應變（）波 長（nm） 第一次張拉 第二次張拉 第三次張拉7）光纖埋入）光纖埋入FRP筋的方法筋的方法38-60-40-200204060801001542.51543.01543.51544.01544.51545.0 =1543.567+0.01722 TR=99983波 長（nm）溫度 （） 實 測 擬 合溫度標定試驗溫度標定試驗7）光纖埋入）光纖埋入FRP筋的方法筋的方法（5 5）光纖光柵傳感器的應用）光纖光柵傳感器的應用埋入式應變傳感器埋入式

23、應變傳感器焊接式應變傳感器焊接式應變傳感器吸附吸附式應變傳感器式應變傳感器-磁鐵磁鐵鋼結構鋼結構FRP-OFBG光纖光柵寫入設備光纖光柵寫入設備光纖光柵解調儀光纖光柵解調儀光纖光柵生產設備光纖光柵生產設備光纖光柵跳線頭制作光纖光柵跳線頭制作傳感器傳感器耐久耐久標定標定傳感器傳感器溫度溫度標定標定傳感器傳感器應變應變標定標定發(fā)光器發(fā)光器 （1 1）制作工藝）制作工藝（2 2）光纖光柵智能監(jiān)測系統(tǒng)）光纖光柵智能監(jiān)測系統(tǒng) 計計算算機機 . . . 光光 纖纖 光光 柵柵 解解 調調 儀儀 FBG1 光光開開關關 1 （合合波波器器） FBGn FBGn FBG1 光光開開關關 n （合合波波器器）

24、傳輸光纜 跳線 跳線 傳輸光纜 光纖適配器 . . . . . . . . . . . . . . . . 光纖光柵監(jiān)測系統(tǒng)構建光纖光柵監(jiān)測系統(tǒng)構建 解調儀解調儀光發(fā)生器光發(fā)生器光開關光開關光纖光柵智能監(jiān)測軟件光纖光柵智能監(jiān)測軟件Dalian University of Technology448）傳感器粘貼到金屬表面的方法）傳感器粘貼到金屬表面的方法458）傳感器粘貼到金屬表面的方法）傳感器粘貼到金屬表面的方法打磨打磨傳感器布設傳感器布設玻璃玻璃布保護保護防腐保護防腐保護光纖光柵應變傳感器布設與保護工藝 469）傳感器埋入到混凝土內部的方法）傳感器埋入到混凝土內部的方法479）傳感器埋入到混

25、凝土內部的方法）傳感器埋入到混凝土內部的方法（3）光纖光柵傳感器的應用概況：）光纖光柵傳感器的應用概況： 1 1）民用土木工程）民用土木工程2 2）航天航空工程）航天航空工程 3 3）船舶工程）船舶工程 4 4）電力工程）電力工程 5 5）石油化工業(yè)）石油化工業(yè) 6 6）核工業(yè)）核工業(yè) Sensoru 山東濱州黃河公路大橋（山東濱州黃河公路大橋（20042004）三塔雙索混凝土梁斜拉橋三塔雙索混凝土梁斜拉橋主橋全長主橋全長768m，橋跨布置方，橋跨布置方案案:84m(邊跨邊跨)+300m(主跨主跨) + 84m，100對斜拉索。對斜拉索。138支光纖光柵應變與溫度傳感器支光纖光柵應變與溫度傳感

26、器主梁截面應變測點布置圖主梁截面應變測點布置圖測點縱向受力鋼筋處測點縱向受力鋼筋處u輸油管線輸油管線u高鐵軌道監(jiān)測高鐵軌道監(jiān)測光纖布拉格光柵傳感器的發(fā)展光纖布拉格光柵傳感器的發(fā)展光纖光柵傳感器已經從試驗室走向工程應用光纖光柵傳感器已經從試驗室走向工程應用 19781978 HillHill 制作出第一根光柵制作出第一根光柵 19891989 Meltz Meltz 發(fā)明紫外寫入技術發(fā)明紫外寫入技術 19891989 Morey Morey 研究了光纖光柵的應變與溫度傳感特性研究了光纖光柵的應變與溫度傳感特性 19921992 Prohaska Prohaska 用光纖光柵研究大跨混凝土結構應變

27、用光纖光柵研究大跨混凝土結構應變 19971997 Nellen Nellen 布設布設FBGs FBGs 在在Lucerne Lucerne 與與 WinterhurWinterhur Stock Stock大橋大橋 19981998 Fuhr Fuhr 埋入埋入FBGs FBGs 在在 Waterbury Waterbury 大橋面板上大橋面板上 19991999 Udd Udd 埋入埋入FBGs Horsetail Falls FBGs Horsetail Falls 大橋上大橋上 20012001 歐進萍歐進萍 布設布設FBGs FBGs 在黑龍江省呼蘭河等大橋上在黑龍江省呼蘭河等大橋

28、上 研究成果：研究成果： 光纖光柵溫度敏感消除技術光纖光柵溫度敏感消除技術不同熱膨脹系數材料法（不同熱膨脹系數材料法（Yoffe 等，等，1995)1995)負熱膨脹系數的材料負熱膨脹系數的材料 （Iwashima 等，等，1997)1997) 2) 2) 應變與溫度雙參量同時監(jiān)測技術應變與溫度雙參量同時監(jiān)測技術光柵重疊法光柵重疊法 （Xu等，等，1994）光柵焊接法光柵焊接法 ( (James等，等，1996) 偏振保持法偏振保持法 (Lawvence 等，等，1996) 3)3)光纖光柵準光纖光柵準分布式傳感分布式傳感技術技術 Rao(1996) Rao(1996) 1111個光柵個光柵說

29、明了布拉格傳感網絡的可行說明了布拉格傳感網絡的可行性與優(yōu)越性。性與優(yōu)越性。 Davis(1996) Davis(1996) 等人用等人用光柵陣列光柵陣列對復合材料包覆的混對復合材料包覆的混凝土圓柱體的拉壓變形進行了測量，測得了凝土圓柱體的拉壓變形進行了測量，測得了38003800的的最大變形量。最大變形量。Dakin(1999) Dakin(1999) 等人用等人用光柵陣列光柵陣列對異質疊合板的疲勞對異質疊合板的疲勞應變場進行了測量。應變場進行了測量。4) 4) 間接測量其他物理量間接測量其他物理量 光柵加速度傳感器光柵加速度傳感器 （Willsch Willsch 等，等，20002000）

30、 光柵剪應力傳感器光柵剪應力傳感器 （Koulaxouzidis Koulaxouzidis 等，等，20002000） 光柵腐蝕傳感器光柵腐蝕傳感器 （Greene Greene 等，等，19971997） 光柵壓力傳感器光柵壓力傳感器 （張穎（張穎 等，等，20012001）應用概況：應用概況： 1 1）民用土木工程）民用土木工程 p 19931993，Udd Udd 1616個個FBGFBG 加拿大加拿大Beddington TrailBeddington Trail大橋大橋進進行測量，對光纖光柵的工程應用進行了有益的探索。行測量，對光纖光柵的工程應用進行了有益的探索。p 1997199

31、7，德國，德國 Meissner Meissner 光柵埋入光柵埋入德累斯頓德累斯頓的一座跨度的一座跨度7272米的米的預應力混凝土橋預應力混凝土橋上上 變形監(jiān)測變形監(jiān)測p 19991999，Nellen Nellen 瑞典瑞典SarganSargan附近的隧道巖栓和附近的隧道巖栓和LucerneLucerne橋預應力索橋預應力索上上 光纖布拉格光柵傳感器。布拉格光柵可光纖布拉格光柵傳感器。布拉格光柵可以以監(jiān)測碳纖維高達監(jiān)測碳纖維高達80008000的應變值的應變值p 19991999，SeimSeim、Udd Udd 美國美國 ColumbiaColumbia河峽河峽里里 Horsetail

32、 Horsetail FallsFalls橋橋上復合材料加固上復合材料加固2828個個FBGFBG，兩年的健康監(jiān)測。，兩年的健康監(jiān)測。p 20012001年，周智年，周智 黑龍江省黑龍江省呼蘭河大橋呼蘭河大橋的的預應力箱形大梁預應力箱形大梁的施工光纖光柵傳感器，施工與運營監(jiān)測。的施工光纖光柵傳感器，施工與運營監(jiān)測。2 2）航天航空工程）航天航空工程 美國美國 Smart Fibres Lt. Smart Fibres Lt. 飛機和航天器提供埋有光柵傳感飛機和航天器提供埋有光柵傳感器的復合材料靈巧結構，以便于結構損傷探測、設計信息器的復合材料靈巧結構，以便于結構損傷探測、設計信息搜集、制造輔助

33、控制、智能控制以及結構尺寸監(jiān)測。搜集、制造輔助控制、智能控制以及結構尺寸監(jiān)測。 美國國家航空和宇宙航行局，對航天飛機進行實時的健康美國國家航空和宇宙航行局，對航天飛機進行實時的健康監(jiān)測。其應用對象為可重復使用運載火箭以及麥克唐納監(jiān)測。其應用對象為可重復使用運載火箭以及麥克唐納- -道道格拉斯、波音北美和洛克菲德格拉斯、波音北美和洛克菲德- -馬丁馬丁3 3個公司的復合材料燃個公司的復合材料燃料箱。料箱。 德國德國19961996年，戴姆勒年，戴姆勒- -奔馳研究中心和戴姆勒奔馳研究中心和戴姆勒- -奔馳宇航空奔馳宇航空中客車以及宇航研究院共同研究光纖光柵自適應機翼。中客車以及宇航研究院共同研究光纖光柵自適應機翼。 瑞典光學研究院用光纖光柵傳感器開發(fā)用于監(jiān)視戰(zhàn)斗機復瑞典光學研究院用光纖光柵傳感器開發(fā)用于監(jiān)視戰(zhàn)斗機復合材料結構的時分復用應變和溫度測量系統(tǒng)。合材料結構的時分復用應變和溫度測量系統(tǒng)。加拿大的一個光子研究小組提出用光纖光柵傳感器測量飛加拿大的一個光子研究小組提出用光纖光柵傳感器測量飛機噴氣渦輪發(fā)動機系統(tǒng)的壓力和溫度。機噴氣渦輪發(fā)動機系統(tǒng)的壓力和溫度。3 3）船舶工程）船舶工程 19