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按照学校技术转移中心刘主任的建议,写了本课题组的一个成果简介,用于校地合作中的技术转移活动。也把其内容放在这里,抛砖引玉,集思广益,推动相关技术进步和产业应用。
光纤传感技术是新兴的、多学科交叉的高科技。光纤光栅以其质量轻、体积小、灵敏度高、耐腐蚀、抗电磁干扰等优点在航空航天、大型土木工程结构的健康检测方面得到广泛应用。
普通单模光纤的纤芯直径约为10微米,抗剪切能力差,在实际的恶劣环境中容易折断。山东大学新材料和智能检测团队设计的传感器采用玻璃纤维/环氧树脂复合材料层合板作为基板,干态玻璃纤维布作为覆盖层,采用真空辅助灌注液态环氧树脂的方法将光纤光栅封装于底部的玻璃纤维复合材料基板与上层的玻璃纤维布之间。同时,通过优化制造工艺使得传感器的层间界面强度以及粘接性能得到显著改善,实现了光纤光栅传感器对被测结构件温度与应变的精确测量。实验结果表明:传感器温度响应的相对重复性误差仅为1.87%,线性拟合度为0.99998,应变灵敏度系数为0.05514 nm/kg,温度灵敏度系数为0.02357nm/℃,是裸光纤光栅传感器温度灵敏度系数的2.4倍。该团队集成了分布式传感、结构力学有限元模拟、人工神经网络技术,构建了智能检测系统,已经或正在应用于航空航天、轨道交通、环保装备、共享电动汽车、智慧城市管廊等产业。
该新产品不但有效解决了金属和聚合物基片式光纤光栅传感器存在的缺陷,而且有效解决了传统的复合材料基片式光纤光栅传感器的封装材料过厚、界面强度低、性能不稳定等带来的传感器应变传递损耗大、测试精度及测试重复性差等问题,将推动大规模、分布式、低成本传感器的应用以及高可靠、低成本、智能检测系统的普及。
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GMT+8, 2024-11-23 15:49
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