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计量所一成果填补国内空白,光纤光栅传感技术

发布时间:2019-08-16 00:28编辑:美高梅在线登录网址浏览(54)

    光纤光栅传感器作为一种新型传感器,是将传感器制作在“头发丝”粗细的光纤内部,以实现应变、温度、压力、加速度等多种物理参量的测量,它可以耐受高电压、抗电磁干扰,也可以埋入结构机体的内部,用于桥梁、大坝、油库、铁路等广阔领域的在线监测。飞机作为一种高速飞行、使用环境严酷、结构精致复杂的装备,如何实现飞机结构的安全监测,一直是世界性的难题。中航工业北京长城计量测试技术研究所成立了以薛景锋研究员为带头人的光纤传感技术团队,针对飞机的结构安全监测研发出光纤光栅应变、温度、压力、加速度传感器,适用于地面、机载的解调仪表以及光纤传感系统校准装置,其性能指标达到国内领先水平,并在航天、高铁、风电、船舶、建筑工程等领域开始广泛应用。

    中国航空在线消息 2010年9月28日,计量所承担的科研项目“基于光纤传感器的结构健康监测技术研究”通过科技成果鉴定。项目研究内容主要包括FBG传感网络武器结构模型健康监测系统的研究、FBG传感网络解调系统的研究以及FBG传感解调系统校准方法的研究。项目研制历经近四年的时间,形成了5项专利、6篇国防科技报告和8篇相关学术论文。该项目研究成果已在航空航天领域多个型号得到应用。

    北京长城计量测试技术研究所主要从事计量测试技术研究、计量标准研制和计量器具制造及国防计量行业管理工作,拥有国际一流的计量与校准技术重点实验室,拥有600余项检定测试能力。

    鉴定组专家一致认为,该项目研究的基于光纤网络的应变测量系统具有测量点多、可靠性高、易安装、抗干扰能力强、测量数据准确等优点。项目在解调仪表、装备结构健康监测系统、损伤识别和校准等方面共形成了6大创新点,为装备结构健康监测提供了坚实的技术基础支撑。该项目的研究成果在飞机结构健康监测领域,相对于传统应变测量方法具有独特优势,对提高装备的安全性、可靠性、测试性和维修性具有重要的技术价值。该项目所取得的技术成果对现役飞机疲劳试验、飞机复合材料国产化验证、卫星结构件热膨胀系数测定、无人机液压导管的脉动应力测量等领域都具有重要的实用价值。该项目在光纤应变传感器动静态绝对法校准方面填补了国内空白,在FBG解调仪以及FBG传感器应用于装备结构健康监测领域处于国内领先水平。

    研究所以国家级重点实验室为依托,于2010年组建了光纤传感技术团队,该中心以光纤光栅刻制、传感器设计及封装、高速解调仪表的设计及应用为主要特色,形成了一套独立的研制开发能力。目前已掌握超短型和超大波长带宽的光栅刻制,光纤光栅应变传感器的小型化封装、安装和性能评价,高速光纤光栅解调等关键技术。该团队已将光纤光栅传感系统成功应用于飞机结构的地面疲劳试验,并于2012年国内首次完成了光纤光栅传感系统的飞行验证试验。

    薛景锋研究员介绍说,未来飞机机体利用这种光纤“神经系统”,既可以通过数据对异常状况进行安全预警,通过数据积累实现长期的健康判断和寿命预测,也可以为飞机机翼的变形提供数据支持,使飞行更加安全、更加智能。在这个项目研究的基础上,将开发出更加小型化、便于分布安装的光纤传感系统,使这项技术在飞机、铁路、风电及舰船等监测方面走向更大范围应用。该团队技术成果曾荣获两次“中国航空工业集团科学技术进步一等奖”,2012年荣获“国防科学技术进步一等奖”,2015年荣获“中国计量测试学会科技进步一等奖”。来源:中国航空新闻网

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