复合材料健康监测用光纤传感技术

　　什么是光纤传感技术

　　光纤传感技术是20世纪70年代伴随光纤通信技术的发展而迅速发展起来的，是以光波为载体，光纤为媒质，感知和传输外界被测量信号的新型传感技术。作为被测量信号载体的光波和作为传播媒质的光纤，具有一系列其他载体和媒质难以相比的优点，如光波不怕电磁干扰，容易被各种光探测器件接收，可方便地进行光电或电光转换，容易与高度发展的现代电子装置和计算机相匹配等。

　　光纤传感技术的应用

　　一)光纤光栅传感技术的应用

　　光纤光栅是利用光纤材料的光敏特性，在光纤的纤芯上建立的一种空间周期性折射率分布。其作用在于改变或控制光在该区域的传播方式。它的出现，使许多复杂的全光纤通信网络和传感网络的应用成为可能，极大地拓宽了光纤技术的应用范围，已经应用于航空、航天、舰船以及土木工程领域。

       二)光纤技术在发动机高温环境下的测量应用

　　目前，在航空发动机高温测量中主要用热电偶测量燃气温度，高温热电偶测量温度可以达到1700℃。随着燃烧室出口温度的提高，热电偶寿命短的问题日益凸显。基于光学辐射测量技术的蓝宝石光纤高温传感器成为测量燃气温度最具前景的新方法。应用光纤高温应变测量技术成为一个重点的研究方向，例如针对发动机热端部件(如涡轮叶片根部和火焰筒)的应变进行测量。

　　三)光纤传感技术在PHM系统中的应用

　　由于具有体积小、重量轻、抗电磁干扰强、传输损耗低、传输距离长等优点，基于光纤传感技术的测试系统将成为PHM系统中优良的子系统。国外在大型远程通信卫星、复合材料飞机机身压力舱壁、人造卫星等结构上应用光纤技术，开展测试以及故障诊断研究。

　　航空工业中的研究探索

　　目前，人们在各个领域对光纤传感器进行了深入研究，使光纤传感技术获得了飞速发展。在航空领域，开展光纤传感相关技术的研究和应用是适应技术发展客观规律要求的必然结果。未来飞机上应用传感器的光纤技术化已经逐渐成为一种趋势。

　　经过近十年的技术攻关和不断创新，中航工业计量所攻克了光纤刻制、传感器设计封装和校准、调制解调器的研制等系列技术难关，掌握了光纤应变监测系统机载化设计技术，解决了飞行条件下环境补偿问题，形成了飞机结构健康监测用光纤应变测量的技术产品和解决方案，在国内首次成功将光纤传感测试系统应用于某型飞机的飞行试验。中航工业计量所开展的光纤传感技术研究项目获得国防科技进步一等奖。