光纖光柵傳感作為一門快速發(fā)展的新型傳感技術(shù)肤俱，具有精度高沪饺、體積小者甲、重量輕怜姿、波分復(fù)用慎冤、壽命長(zhǎng)疼燥、可靠性高、耐腐蝕蚁堤、傳輸距離長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)醉者，可實(shí)現(xiàn)應(yīng)力應(yīng)變、溫度披诗、力撬即、加速度等多種參量的測(cè)量，在飛機(jī)呈队、艦船剥槐、發(fā)動(dòng)機(jī)等重大裝備的機(jī)載化測(cè)試以及地面綜合測(cè)試中具有重大的應(yīng)用前景，基于光的測(cè)量正在逐步成為航空試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)發(fā)展的重要趨勢(shì)宪摧。
　　光纖光柵是一種對(duì)應(yīng)變及溫度敏感的傳感元件助潭，可實(shí)現(xiàn)單根光纖對(duì)幾十個(gè)應(yīng)變節(jié)點(diǎn)的測(cè)量×基于光纖光柵傳感原理的應(yīng)變測(cè)量技術(shù)突破了傳統(tǒng)電阻應(yīng)變片布線復(fù)雜打且、疲勞壽命短、抗電磁干擾能力差它蛔、無法實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料內(nèi)部埋植等不足七萧，對(duì)光纖光柵采用不同的封裝方法，可形成光纖應(yīng)變傳感器首袍、光纖溫度傳感器和力傳感器等，從而為航空結(jié)構(gòu)狀態(tài)監(jiān)測(cè)提供極具發(fā)展前途的測(cè)量新技術(shù)碧碉。
　　對(duì)于光纖光柵的應(yīng)用衰呢，國內(nèi)外開展了大量研究工作，針對(duì)航空結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的相關(guān)研究也在逐步展開炒肚，本文主要結(jié)合航空相關(guān)應(yīng)用研究展開討論猪出。
光纖光柵傳感器的工作原理和技術(shù)特點(diǎn)
　　1 、光纖光柵傳感器測(cè)量原理
　　當(dāng)寬帶入射光通過光纖光柵時(shí)酱赘，一部分窄帶光被反射回去鬓催，回光的中心波長(zhǎng)取決于光纖光柵的柵距，光纖光柵的柵距因機(jī)械應(yīng)力或熱應(yīng)力而改變恨锚，因此通過對(duì)回光中心波長(zhǎng)的檢測(cè)就可獲知被測(cè)點(diǎn)的應(yīng)力和溫度信息宇驾，若進(jìn)行其他參量的測(cè)量時(shí)，需要將被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)化為光纖光柵的應(yīng)變或溫度變化猴伶。
　　在刻制光纖光柵的過程中课舍，因?yàn)橄辔谎谀ぐ鍏?shù)的調(diào)整，可形成多種不同中心波長(zhǎng)的光纖光柵他挎，將若干光纖光柵通過串筝尾、并聯(lián)等方式連接在一起，組成分布式測(cè)量網(wǎng)絡(luò)，如圖1所示筹淫。由于回光由不同中心波長(zhǎng)的窄帶光組成站辉，不同測(cè)點(diǎn)的測(cè)量信號(hào)可以相互區(qū)分，從而可以在一根光纖上形成多點(diǎn)測(cè)量（一般可以達(dá)到20~30點(diǎn)）损姜。

　　FBG傳感器網(wǎng)絡(luò)測(cè)量系統(tǒng)由寬帶光源饰剥、信號(hào)傳輸線( 光纖或光纜)、FBG傳感器網(wǎng)絡(luò)薛匪、光纖耦合器以及波長(zhǎng)解調(diào)測(cè)量系統(tǒng)組成朗溶， 寬帶光源將有一定帶寬的光通過光纖耦合器入射到光纖光柵中，由于光纖光柵的波長(zhǎng)選擇性作用腥默，符合條件的光就會(huì)被反射回來彼窥，再經(jīng)由光纖耦合器送入解調(diào)裝置測(cè)出光纖光柵的反射波長(zhǎng)變化。
　　2 匿微、光纖光柵的技術(shù)特點(diǎn)
　　針對(duì)結(jié)構(gòu)應(yīng)變測(cè)量写阐，與傳統(tǒng)金屬應(yīng)變片進(jìn)行比較，光纖光柵傳感器具有多種顯著的技術(shù)特點(diǎn)翎味。
    （1）波分復(fù)用蝉择、大大提高測(cè)量效率。
    單路光纖上可以制作多個(gè)光柵民逾。一根光纖串接20只光纖光柵蛀植，為解決320點(diǎn)應(yīng)變測(cè)量問題，只需16根光纖垫凝，而應(yīng)變片則至少需要640根導(dǎo)線填要。因此，使用光纖光柵傳感技術(shù)可以大大簡(jiǎn)化系統(tǒng)布線仔戈，使結(jié)構(gòu)更加輕便关串、測(cè)量可靠性更高。如果作為機(jī)載傳感系統(tǒng)监徘，則可以保證在增加很小重量的情況下晋修，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)結(jié)構(gòu)應(yīng)變監(jiān)測(cè)，該優(yōu)勢(shì)隨著測(cè)量點(diǎn)的增加而明顯凰盔。
    （2）抗電磁干擾能力強(qiáng)墓卦。
    在電磁干擾環(huán)境下，對(duì)試驗(yàn)件動(dòng)態(tài)加載時(shí)應(yīng)變片測(cè)量數(shù)據(jù)與光纖光柵測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行比較廊蜒。圖2（a）為光纖光柵測(cè)量結(jié)果趴拧，圖2（b）為應(yīng)變片測(cè)量結(jié)果，可以看出應(yīng)變的測(cè)量結(jié)果有明顯的干擾噪聲和尖刺山叮，而光纖光柵數(shù)據(jù)則非常平滑著榴，若應(yīng)用于狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)添履，將大大提高數(shù)據(jù)分析質(zhì)量、降低誤判率脑又。
 

　∧弘省（3）壽命長(zhǎng)，可靠性高噪终，耐腐蝕磕泡。
　　國外將光纖光柵傳感器埋入碳纖維復(fù)合材料進(jìn)行應(yīng)變測(cè)試，試驗(yàn)結(jié)果表明：在0~2000με循環(huán)320000次后痒蛇，光纖光柵傳感器仍沒有出現(xiàn)劣化現(xiàn)象萎括；通過加速老化試驗(yàn)認(rèn)為光纖光柵存活壽命大于30年。
　“诚隆（4）體積小巡蛋，重量輕。
　　光纖光柵直徑為一般為0.25mm预铁，特殊制作可以達(dá)到0.15mm嚣赤。由于其結(jié)構(gòu)纖細(xì)，可適用于多種特殊的應(yīng)用場(chǎng)合簸翠，尤其適合于埋入材料內(nèi)部形成智能材料或結(jié)構(gòu)违冲，在國內(nèi)外的研究中，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)可內(nèi)埋于復(fù)合材料內(nèi)部的構(gòu)想蒋毕，并進(jìn)行了相關(guān)驗(yàn)證試驗(yàn)略荡。
國外研究現(xiàn)狀
　　重點(diǎn)結(jié)合光纖光柵傳感器、波長(zhǎng)解調(diào)儀表和應(yīng)用研究對(duì)國外的研究情況進(jìn)行說明歉胶。
　∽采帧（1）光纖光柵傳感器。
　　光纖光柵在某種程度上講跨扮，更像是一種敏感器件，為了能夠?qū)崿F(xiàn)更方便验毡、更準(zhǔn)確衡创、更可靠的測(cè)量，往往要進(jìn)行一定形式的封裝晶通，從而形成各種光纖光柵傳感器璃氢。光纖光柵與被測(cè)結(jié)構(gòu)的物理結(jié)合是研究的關(guān)鍵，若膠涂于光纖光柵表面狮辽，其應(yīng)力傳遞的效果將直接影響測(cè)量一也，傳感器的研究重點(diǎn)正在于解決該問題。使用中要求將光纖光柵牢固喉脖、均勻椰苟、穩(wěn)定與被測(cè)參量耦合起來抑月，因此在傳感器封裝和安裝形式上進(jìn)行了大量研究。
　□翁痢（2）波長(zhǎng)解調(diào)儀表苗鸦。
　　20世紀(jì)90年代以來，國外提出多種光纖光柵傳感解調(diào)方案跋共，其中可調(diào)諧F-P腔濾波器和衍射光柵原理的解調(diào)技術(shù)越來越受到重視外羽。可調(diào)諧F-P腔濾波器方法是當(dāng)前技術(shù)較為成熟絮很、實(shí)用性較好的解調(diào)方法之一捡奖，可實(shí)現(xiàn)由多傳感組成系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)測(cè)量，動(dòng)態(tài)測(cè)量可以達(dá)到2kHz的測(cè)量速率戚绪∏显椋基于此方法的國外相關(guān)解調(diào)儀表主要以美國微光（MOI）公司的產(chǎn)品為代表。
　　基于衍射光柵的解調(diào)方法越來越引起人們的重視享处，該解調(diào)方法由光電探測(cè)陣列對(duì)入射光束一次成像而獲得波長(zhǎng)信息篮踏，無機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，因此解調(diào)頻率在理論上只受到光電探測(cè)陣列讀出速率的限制喝撒。美國Bayspec 和丹麥Ibsen 公司研制了相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品你踩，最高采樣頻率可以達(dá)到5kHz，但是當(dāng)前尚未完全實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)解調(diào)讳苦。
　　除了上述兩種原理的波長(zhǎng)解調(diào)技術(shù)之外带膜，國外研究機(jī)構(gòu)和公司也廣泛研究了其他波長(zhǎng)解調(diào)原理并形成相關(guān)產(chǎn)品，如美國Blue Road Research 公司就推出一種基于啁啾光柵的解調(diào)系統(tǒng)鸳谜，取樣率可達(dá)7kHz膝藕，并聲稱還可以更高，但這種解調(diào)系統(tǒng)只能解調(diào)一個(gè)光纖光柵咐扭，而且分辨率和精度尚待提高[1]芭挽。
　　目前，美歐等國都積極開展適合于軍事應(yīng)用的光纖光柵解調(diào)技術(shù)研究蝗肪，其特點(diǎn)是更加便攜袜爪、環(huán)境適應(yīng)能力更強(qiáng)。
　⊙ι痢（3）光纖光柵應(yīng)用研究辛馆。
　　美國的光纖傳感器研究開始最早，投資最大豁延，并把光纖傳感器列為軍備改造計(jì)劃的15項(xiàng)重點(diǎn)之一昙篙，制定了專門的纖維光學(xué)傳感器規(guī)劃。美國Luna 檢測(cè)公司写掖、Luna 能源公司和Lockheed Martin 公司聯(lián)合發(fā)展了光纖分布式傳感系統(tǒng)揖岔，利用了光頻域反射計(jì)來監(jiān)測(cè)P-3C 獵戶座飛機(jī)結(jié)構(gòu)的整體疲勞過程[2]序峦。
　　美國軍方于20世紀(jì)90年代初就提出了智能機(jī)翼的研究計(jì)劃，以實(shí)現(xiàn)控制機(jī)翼的扭轉(zhuǎn)和曲面您脂，其中就使用了光纖光柵應(yīng)變計(jì)无俏。F/A18飛機(jī)艙壁的全面疲勞試驗(yàn)采用了光纖傳感器檢測(cè)翼梁中的小量扭矩，以提高安全性和減少維護(hù)量蛀田。意大利的結(jié)構(gòu)檢測(cè)大規(guī)模研究開始于1990年前后猿饿，開始的主要成就集中在就航空航天和大型的民用結(jié)構(gòu)領(lǐng)域。
　　意大利米蘭理工大學(xué)的航空航天工程系開展了很多針對(duì)于航空智能材料的研究乖阐，將光柵光纖傳感器或者發(fā)射器埋入復(fù)合材料中耀骆，并且進(jìn)行了成功的數(shù)值模擬。傳感器/ 激發(fā)器/ 結(jié)構(gòu)特性通過了國防與航天中心動(dòng)態(tài)力學(xué)分析檢測(cè)亦誊，對(duì)埋入工藝進(jìn)行了評(píng)估卢掖，考慮了力、熱傻丝、化學(xué)的兼容性[3]甘有。
　　2009年11月， 意大利的Valentina Latini 等研究了一種基于耐高溫FBG傳感器和耐惡劣環(huán)境藍(lán)寶石光纖的新型結(jié)構(gòu)健康檢測(cè)體系葡缰，工作溫度可達(dá)600℃亏掀，該傳感器應(yīng)變靈敏度可達(dá)0.6με，應(yīng)用于等離子風(fēng)洞[4]泛释。
　　Alenia Aeronautica 公司對(duì)結(jié)構(gòu)健康檢測(cè)的研究主要集中在傳統(tǒng)傳感器檢測(cè)系統(tǒng)和光纖傳感系統(tǒng)上滤愕。SMIST（Structural Monitoring with advanced Integra ted Sensor Technologies）是一個(gè)歐洲資助項(xiàng)目，由空中客車領(lǐng)導(dǎo)怜校，主要集中在基于光纖光柵傳感器技術(shù)的整體結(jié)構(gòu)健康檢測(cè)的研究间影。提出的技術(shù)被用于C-27J“斯巴達(dá)人”運(yùn)輸機(jī)的實(shí)驗(yàn)室和空中檢測(cè)研究，對(duì)利用光纖光柵傳感器得到的微應(yīng)變與利用硅基傳感器的結(jié)果進(jìn)行了比較茄茁，結(jié)果顯示很理想魂贬。
　　日本是一個(gè)材料研究很發(fā)達(dá)的國家，從其材料研究的趨勢(shì)可看出光纖光柵傳感器的新應(yīng)用領(lǐng)域和新發(fā)展方向裙顽。其中對(duì)于靈敏復(fù)合材料的健康監(jiān)測(cè)研究随橘，主要資助項(xiàng)目為NEDO和RIMCOF，項(xiàng)目集中發(fā)展含有埋入發(fā)展的小直徑光纖和光纖光柵傳感器的飛機(jī)復(fù)合結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)健康檢測(cè)技術(shù)熔又，同時(shí)發(fā)展航空結(jié)構(gòu)件的損傷檢測(cè)系統(tǒng)。利用埋入小直徑光纖傳感器發(fā)展了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)沖擊損傷系統(tǒng)吱裙，是東京大學(xué)與Kawasaki重工業(yè)合作的結(jié)果[5]非宝。
國內(nèi)研究現(xiàn)狀
　　光纖光柵傳感技術(shù)自產(chǎn)生以來，在國內(nèi)受到廣泛的關(guān)注和研究臭颈，特別是高校和研究機(jī)構(gòu)在前沿技術(shù)的跟蹤和探索方面進(jìn)行了大量的研究工作券转，在工程應(yīng)用領(lǐng)域凡搪，主要集中在土木結(jié)構(gòu)、大型管路等民用領(lǐng)域樊悬，在航空應(yīng)用的研究相對(duì)比較少轨凡，下面主要結(jié)合航空領(lǐng)域，在光纖光柵刻制谋哼、傳感器封裝文紧、波長(zhǎng)解調(diào)儀表和應(yīng)用研究等方面的進(jìn)展進(jìn)行總結(jié)。
　∷踔（1）光纖光柵刻制俭谨。
　　國內(nèi)開展光纖光柵刻制的單位較多，包括研究所径筏、高校和一些高科技公司葛假。對(duì)光纖光柵長(zhǎng)度，國內(nèi)目前所能達(dá)到的刻制水平以10mm為主滋恬，超短光纖光柵的刻制尚在試驗(yàn)研究階段聊训。超短型光纖光柵對(duì)于復(fù)雜的航空結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)非常關(guān)鍵，主要解決在小狹小空間和曲面上的安裝恢氯，為了進(jìn)行二維點(diǎn)應(yīng)變測(cè)量带斑，也迫切希望傳感器尺寸盡量小。
　∧鹧（2）傳感器封裝遏暴。
　　國內(nèi)的光纖光柵應(yīng)變傳感器主要面向建筑、土木工程指黎、大壩等民用方面朋凉，開展此方面研究和工程應(yīng)用的單位比較多，結(jié)合航空應(yīng)用醋安，此類傳感器尚存在如下不足：傳感器體積和重量較大杂彭，不適合在飛機(jī)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)中使用；封裝后傳感器的工作溫度范圍較窄侠森，不能滿足機(jī)載環(huán)境溫度要求嘱峦。
　　為滿足航空需求，中航工業(yè)計(jì)量所對(duì)光纖光柵應(yīng)變傳感器的小型化封裝磺勋、安裝和性能評(píng)價(jià)等光纖傳感的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了前期研究侍除。在航空專用的光纖光柵傳感器的研制方面，結(jié)合航空型號(hào)的實(shí)際測(cè)試秉疚，比較系統(tǒng)地開展了一些研究工作晋蛾，研制出金屬框架光纖應(yīng)變傳感器，可實(shí)現(xiàn)±3000με的測(cè)量椅勿。
　⊙拊骸（3）波長(zhǎng)解調(diào)儀表糯侍。
　　國內(nèi)當(dāng)前解調(diào)儀表主要是配合已經(jīng)廣泛應(yīng)用的民用領(lǐng)域，主要是基于FP腔式原理颠恬，針對(duì)民用領(lǐng)域的建筑結(jié)構(gòu)大應(yīng)變報(bào)警和疲勞監(jiān)測(cè)等應(yīng)用洞逼，儀表的體積重量都比較大，而且解調(diào)頻率一般在幾百赫茲以下憾汛，儀表工作溫度范圍主要在0~40℃党饮，尚不能滿足機(jī)載測(cè)試需要。
　　針對(duì)這一問題笆焰，中航工業(yè)計(jì)量所開展了機(jī)載光纖波長(zhǎng)解調(diào)儀的研制劫谅，重點(diǎn)解決了小型化工作，如圖3所示嚷掠，工作溫度范圍可實(shí)現(xiàn)-20~60℃捏检，為實(shí)現(xiàn)機(jī)載測(cè)試打下比較好的基礎(chǔ)。
 

　〔唤浴（4）航空應(yīng)用情況贯城。
　　目前國內(nèi)多數(shù)研制生產(chǎn)光纖光柵傳感器的單位主要針對(duì)民用，服務(wù)于電力霹娄、土木能犯、石化、鋼鐵等行業(yè)犬耻，在測(cè)試環(huán)境特殊踩晶、測(cè)試精度和可靠性要求很高的航空航天等軍事領(lǐng)域，中航工業(yè)計(jì)量所與主機(jī)單位枕磁、綜合試驗(yàn)單位和相關(guān)專業(yè)所聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)主要開展了光纖光柵傳感器在多個(gè)飛機(jī)型號(hào)的應(yīng)用研究子桩，如某型機(jī)全機(jī)疲勞試驗(yàn)的應(yīng)變監(jiān)測(cè)、某型機(jī)復(fù)合材料應(yīng)用驗(yàn)證涉捂、某型無人機(jī)液壓導(dǎo)管脈動(dòng)應(yīng)力測(cè)量奄刊、飛機(jī)PHM光纖光柵應(yīng)變載荷監(jiān)測(cè)技術(shù)攻關(guān)等項(xiàng)目，獲得了比較豐富的工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)渣冒，目前正在積極探索發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用研究饱粟。
　　根據(jù)型號(hào)應(yīng)用，得到如下結(jié)論：將光纖光柵用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)應(yīng)變監(jiān)測(cè)是可行的琅瘦，與傳統(tǒng)電阻應(yīng)變片相比掖阶，光纖光柵的環(huán)境適應(yīng)性更強(qiáng)、信號(hào)質(zhì)量更優(yōu)乌诚，尤其對(duì)在強(qiáng)電磁環(huán)境下和惡劣腐蝕環(huán)境下使用的飛機(jī)結(jié)構(gòu)應(yīng)變測(cè)量具有不可替代的優(yōu)勢(shì)歉羹；既可以實(shí)時(shí)獲得可靠的應(yīng)變數(shù)據(jù)，又能夠?qū)ζ涓浇Y(jié)構(gòu)的裂紋狀態(tài)進(jìn)行有效判斷，較應(yīng)變片的監(jiān)測(cè)結(jié)果虛警率更低帅挫、更為準(zhǔn)確。
　　目前也開始可對(duì)復(fù)合材料內(nèi)埋的研究喘疹，圖4為將光纖光柵埋入標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合材料試件及其測(cè)試數(shù)據(jù)抡草，通過圖4（b）可以看出，光纖光柵埋入后蔗坯，材料內(nèi)部具有上萬微應(yīng)變的量程范圍以及非常好的測(cè)量線性度康震，同樣對(duì)標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合材料試件的力學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試，尚未發(fā)現(xiàn)性能下降宾濒。
 

　　在應(yīng)用研究中腿短，既證實(shí)了光纖傳感測(cè)量系統(tǒng)在武器結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)中的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用前景，也發(fā)現(xiàn)了很多應(yīng)用中的難題及瓶頸技術(shù)绘梦，如小型化橘忱、超大應(yīng)變光纖光柵；光纖光柵傳感器的封裝卸奉、安裝以及在飛機(jī)上的集成應(yīng)用技術(shù)钝诚；機(jī)載高速解調(diào)儀表研制等，為下一步研究指明了方向榄棵。
　∧摹（5）與國外研究差距。
　　國外已經(jīng)將光纖光柵傳感技術(shù)比較廣泛地應(yīng)用到軍事疹鳄、民用方面末瘾，在軍事應(yīng)用方面，不僅限于航空武器摹钳，也包括在艦船讼舰、核設(shè)施等方面。我國對(duì)光纖光柵傳感技術(shù)的研究集中在建筑耿把、石油蚂悯、電力、鋼鐵等民用領(lǐng)域舍仙，在軍事領(lǐng)域的研究剛剛起步蒜薇。從應(yīng)用的深度來看，國外將光纖光柵傳感器已經(jīng)用于一些比較關(guān)鍵的測(cè)試云钻，不僅在金屬結(jié)構(gòu)表面安裝脯堂，也成功在復(fù)合材料內(nèi)部埋植，形成了一些很特殊的服務(wù)能力聋寻。在光纖光柵技術(shù)的各方面颤与，如光纖光柵刻制、傳感器封裝和安裝及信號(hào)解調(diào)等，都形成了顯著的技術(shù)優(yōu)勢(shì)继找。與國外相比遂跟，需要加快光纖光柵在航空結(jié)構(gòu)健康方面的應(yīng)用研究以及核心單元模塊技術(shù)的研究。
應(yīng)用前景設(shè)想
　∮ざ伞（1） 用于飛行載荷測(cè)試幻锁。
　　飛行載荷測(cè)試對(duì)于飛機(jī)設(shè)計(jì)驗(yàn)證和改進(jìn)具有重大意義。傳統(tǒng)的測(cè)量方式采用金屬應(yīng)變片進(jìn)行測(cè)量边臼，如果實(shí)施上萬點(diǎn)的應(yīng)變測(cè)試哄尔，測(cè)試設(shè)備本身的重量可以達(dá)到幾噸，復(fù)雜的布線不僅大大增加重量柠并，還要求對(duì)飛機(jī)進(jìn)行較大程度的改裝岭接，增加了施工難度，延長(zhǎng)了測(cè)試周期臼予。由于飛機(jī)狀態(tài)的改變鸣戴，對(duì)試驗(yàn)驗(yàn)證效果以及真實(shí)載荷數(shù)據(jù)獲取都產(chǎn)生了不利影響。
　　到目前為止瘟栖，我國尚未出現(xiàn)機(jī)載狀態(tài)下對(duì)飛機(jī)載荷進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)（一個(gè)大修周期以上）的應(yīng)用案例葵擎，主要原因在于傳統(tǒng)應(yīng)變測(cè)量方式系統(tǒng)資源占用過多、使用壽命有限虽苫、機(jī)載電磁環(huán)境下抗干擾能力差某蛆，光纖光柵傳感技術(shù)的出現(xiàn)將十分有助于解決航空結(jié)構(gòu)飛行載荷長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)的技術(shù)難題。
　≌炊浮（2）用于結(jié)構(gòu)疲勞和壽命監(jiān)測(cè)诸跳。
　　結(jié)構(gòu)應(yīng)變是軍用飛機(jī)結(jié)構(gòu)安全和可靠性監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵指標(biāo)。在飛行過程中對(duì)結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)蔫沐，可獲得長(zhǎng)期飛行的結(jié)構(gòu)應(yīng)變數(shù)據(jù)彼使，據(jù)此評(píng)估飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)潛在的損傷增長(zhǎng)，可由傳統(tǒng)的定期維修向更加經(jīng)濟(jì)可靠的視情維修轉(zhuǎn)變激点，并為單機(jī)管理和監(jiān)控提供技術(shù)支撐接馏。對(duì)結(jié)構(gòu)應(yīng)變數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)同樣可以為安全報(bào)警提供重要的依據(jù)，提前探知可能存在的危險(xiǎn)开辫。我國當(dāng)前有大量二代機(jī)和三代機(jī)在役扇蚯，為保證飛機(jī)的飛行安全，掌握飛機(jī)運(yùn)行狀態(tài)颤榛，要求對(duì)飛機(jī)關(guān)鍵部位的應(yīng)變進(jìn)行記錄分析柿糖，光纖光柵傳感器有希望成為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵傳感技術(shù)。
　《韫稀（3）用于復(fù)合材料監(jiān)測(cè)否副。
　　復(fù)合材料的使用是新一代飛機(jī)設(shè)計(jì)的趨勢(shì)汉矿，其所占機(jī)體結(jié)構(gòu)重量的比例已經(jīng)成為衡量飛機(jī)先進(jìn)性的重要標(biāo)志之一，對(duì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測(cè)已經(jīng)成為新一代飛機(jī)研制急需解決的重要課題备禀。在對(duì)復(fù)合材料健康狀態(tài)的監(jiān)測(cè)過程中洲拇，結(jié)構(gòu)應(yīng)變和沖擊載荷監(jiān)測(cè)是一個(gè)重要的方面。光纖光柵傳感器可粘貼于復(fù)合材料表面（如機(jī)身曲尸、機(jī)翼蒙皮處）或者埋入其內(nèi)部呻待，構(gòu)成分布式智能傳感網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)飛行器的應(yīng)力队腐、應(yīng)變情況，為健康狀態(tài)的判別提供重要依據(jù)奏篙。對(duì)將應(yīng)變傳感器埋入復(fù)合材料內(nèi)部柴淘，傳統(tǒng)金屬應(yīng)變片幾乎不可能，而光纖光柵具有纖細(xì)的結(jié)構(gòu)秘通，國外已經(jīng)成功埋入復(fù)合材料內(nèi)部为严。在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)上實(shí)施應(yīng)變監(jiān)測(cè)，重大的難題是電磁干擾的影響振沾，采用光纖光柵傳感器可以有效克服該難題垛搏。
　　（4）用于發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)狀態(tài)監(jiān)測(cè)莽恩。
　　發(fā)動(dòng)機(jī)研制過程中的部件級(jí)測(cè)試肩卡、地面綜合試驗(yàn)、機(jī)載測(cè)試試驗(yàn)以及飛行狀態(tài)下的長(zhǎng)期監(jiān)控重點(diǎn)關(guān)注的參數(shù)包括壓力妨试、溫度嗦忍、流量、應(yīng)變词俏、振動(dòng)阿绣、氣體成分等。發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試的特點(diǎn)體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：環(huán)境嚴(yán)酷标腮，特別是溫度郁邪、振動(dòng)及電磁環(huán)境，要求測(cè)試系統(tǒng)具有非常好的環(huán)境適應(yīng)性和長(zhǎng)期可靠性祈很；被測(cè)結(jié)構(gòu)復(fù)雜昧识，不便于安裝，要求傳感器必須靈巧母剥、量程大滞诺、精度高；另外环疼，需要測(cè)量的測(cè)點(diǎn)多习霹、種類多朵耕。光纖傳感技術(shù)是一種新型的傳感技術(shù)，具有體積小淋叶、抗電磁干擾阎曹、容易實(shí)現(xiàn)分布式傳感網(wǎng)絡(luò)、成本低煞檩、可靠性好处嫌、周期長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，將在發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試中擁有廣闊的應(yīng)用前景斟湃。
走向航空應(yīng)用迫切需要解決的問題
　　在光纖光柵刻制方面熏迹，需要解決高抗拉強(qiáng)度、耐高溫光纖光柵串的刻制難題凝赛，提高光纖光柵品質(zhì)一致性挫勿，為更好解決在復(fù)合材料中的應(yīng)用問題，需研究更細(xì)庭授、抗彎半徑更小的光纖光柵琴哗。在光纖光柵傳感器封裝安裝方面，盡快解決小型光纖應(yīng)變花的封裝問題粉只，通過改結(jié)構(gòu)吟叙、改基底材料和安裝膠，提高傳感器在不同結(jié)構(gòu)材料的安裝適應(yīng)能力暇鸦，解決長(zhǎng)期安裝有效的耐久性和可靠性測(cè)試揍丘。
　　光纖傳感器的發(fā)展正在朝高速度、高可靠升价、多參量慢俄、高集成、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展窄悍，對(duì)于光波解調(diào)系統(tǒng)妄结，要求發(fā)展具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心解調(diào)光電器件和模塊，提高解調(diào)系統(tǒng)的速度和測(cè)量精度屯远，高度集成化設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)微型化蔓姚。高速光纖波長(zhǎng)解調(diào)系統(tǒng)是所有光纖傳感器的數(shù)據(jù)采集和運(yùn)算分析平臺(tái)，解調(diào)系統(tǒng)的精度慨丐、速度坡脐、范圍以及耐受環(huán)境能力直接關(guān)系到光纖傳感器在航空上應(yīng)用的可行性和應(yīng)用深度，應(yīng)針對(duì)航空測(cè)量特點(diǎn)房揭，重點(diǎn)突破速度备闲、帶寬、小型化及多通道測(cè)量網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)技術(shù)捅暴，滿足航空發(fā)動(dòng)機(jī)地面和機(jī)載測(cè)試需要恬砂。
　　光纖傳感作為一種新型傳感技術(shù)咧纠，面對(duì)航空應(yīng)用的復(fù)雜環(huán)境，保障數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠成為應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)泻骤，對(duì)于無法反復(fù)拆裝的光纖傳感器的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性評(píng)價(jià)成為校準(zhǔn)的難點(diǎn)漆羔，如光纖應(yīng)變傳感器，需要對(duì)此類傳感器研究安裝前校準(zhǔn)狱掂、安裝后校準(zhǔn)演痒、安裝一致性評(píng)價(jià)以及現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)，解決溫度補(bǔ)償難題陈伪。急需開展以型號(hào)測(cè)試為背景的綜合應(yīng)用研究深牲，發(fā)現(xiàn)問題，通過改進(jìn)不斷提高技術(shù)成熟度泛倦。

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