光纖傳感器在艦船上的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2018-11-27 責(zé)任編輯:wenwei
【導(dǎo)讀】美國海軍實(shí)驗(yàn)室對光纖光柵傳感技術(shù)非常重視,已開發(fā)出用于多點(diǎn)應(yīng)力測量的光纖光柵傳感技術(shù),這些結(jié)構(gòu)包括橋梁、大壩、船體甲板、太空船和飛機(jī)。在美國海軍的資助下,開發(fā)有船舶結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng),已制成用于美國海軍艦隊(duì)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的低成本光纖網(wǎng)絡(luò),這個(gè)系統(tǒng)基于商用光纖光柵和通信技術(shù);擬采用光纖光柵傳感技術(shù)和混合空間/波分復(fù)用技術(shù)實(shí)時(shí)測量拖拽陣列的三維形狀,這種技術(shù)對陣列測量的改善將超過現(xiàn)有陣列估算技術(shù)一個(gè)數(shù)量級,從而可增強(qiáng)海軍的戰(zhàn)術(shù)優(yōu)勢。
(1)船舶結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)
1999年春,美國海軍研究實(shí)驗(yàn)室(Naval Research Laboratory, NRL)光纖靈巧結(jié)構(gòu)部的Michael Todd等人用光纖傳感系統(tǒng)對KNM Skjold 快速巡邏艇進(jìn)行智能監(jiān)測。
2000,6,25 DavidsonInstruments宣布為美國海軍開發(fā)全光纖艦船傳感系統(tǒng)。美國海軍正在研究21世紀(jì)水面戰(zhàn)斗艦船。這些艦船包括按DD21設(shè)計(jì)的登陸攻擊驅(qū)逐艦,也包括按CG-21設(shè)計(jì)的巡洋艦。2002,7,10 DavidsonInstruments已經(jīng)宣布完成了該項(xiàng)目,其結(jié)果數(shù)據(jù)被用于艦船的制造和改進(jìn)提供參考。同時(shí)這個(gè)全光纖的傳感系統(tǒng)可以抵抗核武器的沖擊波效應(yīng)。
(2)全光纖艦船傳感系統(tǒng)
2002,2 美國海軍研究中心(Navy office of Naval Research)和海上戰(zhàn)爭中心(Naval Surface Warfare Center, Carderock Division)在英國皇家RV Triton艦船上安裝了光纖傳感系統(tǒng)對其進(jìn)行艦船結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測。SPA安裝了自己的艦船監(jiān)測系統(tǒng)和超過50個(gè)FBG傳感器安裝在艦殼上,同時(shí)存在電傳感器以驗(yàn)證它的精度和性能。這個(gè)測試系統(tǒng)伴隨RV Triton在海上2個(gè)星期的海上航行測試,最后數(shù)據(jù)被NSWCCD 和 SPA分析,以指導(dǎo)RV Triton的工程改進(jìn)。同時(shí)美國也非常有興趣將該傳感系統(tǒng)用在Trimaran(三艦并列)技術(shù)的發(fā)展中。
3)駁船健康監(jiān)測系統(tǒng)
美國海上戰(zhàn)爭中心(Naval Surface Warfare Center, Carderock Division)對美國海軍的接合標(biāo)準(zhǔn)模駁船系統(tǒng)JMLS進(jìn)行結(jié)構(gòu)監(jiān)測。用4個(gè)通道共16個(gè)FBG傳感器,其中14應(yīng)變傳感器和2個(gè)Flat-Pack傳感器(包含兩個(gè)FBG,可同時(shí)測量溫度和應(yīng)變),和SPA的艦船健康監(jiān)測系統(tǒng)
(4)發(fā)射系統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)
美國海上戰(zhàn)爭中心Naval Surface Warfare Center,Port Hueneme Division正在開發(fā)自己的光纖傳感測試系統(tǒng)以用于長期的監(jiān)測以決定表面艦船垂直發(fā)射系統(tǒng)(VLS)和導(dǎo)彈發(fā)射的操作環(huán)境。因?yàn)閷?dǎo)彈等發(fā)射物的健康狀況會受到震動沖擊,高熱和濕度的影星,必須對其進(jìn)行定期的檢測。在這個(gè)測試系統(tǒng)中,測量的物理量包括溫度,應(yīng)變,壓力,加速度和濕度。
(5)艦船F(xiàn)BG傳感器網(wǎng)絡(luò)
2002,4挪威國防研究所的Karianne等人,在兩個(gè)艦船上建立了FBG傳感器網(wǎng)絡(luò),50個(gè)傳感器分布在艦船的殼上,測量它的應(yīng)力分布,最后用有限元的方法分析其受力模型。這樣可以通過監(jiān)測和限制殼上的應(yīng)力分布,增加艦船的安全性和使用壽命。其中還包括一個(gè)Micron Optics的可調(diào)諧F-P濾波器和一個(gè)OptoSpeed的超發(fā)光二極管,一個(gè)新封裝設(shè)計(jì)以增加傳感器使用壽命。
(6)艦船推進(jìn)器光纖傳感系統(tǒng)
美國海軍水面戰(zhàn)斗中心Naval Surface Warfare Center,Carderock Division在登陸平臺船塢LPD17上的艦船推進(jìn)器上完成了光纖傳感系統(tǒng),其中包使用了FBG傳感器陣列和Flat-Pack,具有高速和高傳感器密度的功能特點(diǎn),同時(shí)運(yùn)用了SPA的基于高速傳感器查詢系統(tǒng)的數(shù)字空間波長復(fù)用器。為了驗(yàn)證這個(gè)推進(jìn)器的設(shè)計(jì),4個(gè)通道24個(gè)傳感器被用于測試,21個(gè)應(yīng)變傳感器,3個(gè)溫度傳感器,取樣頻率2KHz。
(7)艦船結(jié)構(gòu)光纖傳感系統(tǒng)
1999,10 在美國海軍實(shí)驗(yàn)室的資助下,Systems Planning and Analysis Inc.制作了一個(gè)低成本的,用于監(jiān)測美國海軍艦船的結(jié)構(gòu)和理性的光纖網(wǎng)絡(luò)。在這個(gè)系統(tǒng)中,通過分布在艦船外殼上的傳感點(diǎn),可以實(shí)時(shí)的計(jì)算和報(bào)告艦船在海洋中作業(yè)時(shí)的受力情況。這個(gè)遠(yuǎn)程監(jiān)測技術(shù)能夠?yàn)榕灤脑O(shè)計(jì)的修改和升級提供指導(dǎo),同時(shí)對艦船的完整性有預(yù)警功能。
(8)聲納傳感系統(tǒng)
目前,聲納傳感器已被各國海軍特別關(guān)注。在實(shí)際應(yīng)用中,拖拽聲納陣列是由一串包含有水聽器的模塊組成的,其中水聽器可以確定水下噪聲源的位置。這樣每個(gè)聲納模塊相對聲音噪聲的位置決定了辨別噪聲源的準(zhǔn)確性。電子傳感器雖然已經(jīng)在上面領(lǐng)域被應(yīng)用,但由于其自身存在的問題,這樣隨著全光纖拖拽聲納系統(tǒng)的發(fā)展,用一個(gè)光的方法來精確的測量陣列上的各個(gè)水聽器的位置就顯得非常的必要。Fiber Bragg grating(FBG)傳感器對于這種需要分布式形貌測量的應(yīng)用是非常的理想的。SPA已經(jīng)用FBG傳感器開發(fā)了一個(gè)相對成本低的,光拖拽陣列形貌和位置測量系統(tǒng),克服了許多當(dāng)前的缺點(diǎn)。用軟硬件相結(jié)合的方法實(shí)時(shí)的分解和顯示了陣列和柔軟結(jié)構(gòu)的變形。同時(shí)這個(gè)系統(tǒng)是基于Micron Optics的FBG解調(diào)系統(tǒng)的。
推薦閱讀:
特別推薦
- 授權(quán)代理商貿(mào)澤電子供應(yīng)Same Sky多樣化電子元器件
- 使用合適的窗口電壓監(jiān)控器優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)
- ADI電機(jī)運(yùn)動控制解決方案 驅(qū)動智能運(yùn)動新時(shí)代
- 倍福推出采用 TwinSAFE SC 技術(shù)的 EtherCAT 端子模塊 EL3453-0090
- TDK推出新的X系列環(huán)保型SMD壓敏電阻
- Vishay 推出新款采用0102、0204和 0207封裝的精密薄膜MELF電阻
- Microchip推出新款交鑰匙電容式觸摸控制器產(chǎn)品 MTCH2120
技術(shù)文章更多>>
- 中微公司成功從美國國防部中國軍事企業(yè)清單中移除
- 華邦電子白皮書:滿足歐盟無線電設(shè)備指令(RED)信息安全標(biāo)準(zhǔn)
- 功率器件熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(九)——功率半導(dǎo)體模塊的熱擴(kuò)散
- 準(zhǔn) Z 源逆變器的設(shè)計(jì)
- 第12講:三菱電機(jī)高壓SiC芯片技術(shù)
技術(shù)白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
單向可控硅
刀開關(guān)
等離子顯示屏
低頻電感
低通濾波器
低音炮電路
滌綸電容
點(diǎn)膠設(shè)備
電池
電池管理系統(tǒng)
電磁蜂鳴器
電磁兼容
電磁爐危害
電動車
電動工具
電動汽車
電感
電工電路
電機(jī)控制
電解電容
電纜連接器
電力電子
電力繼電器
電力線通信
電流保險(xiǎn)絲
電流表
電流傳感器
電流互感器
電路保護(hù)
電路圖