【導(dǎo)讀】美國(guó)海軍實(shí)驗(yàn)室對(duì)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(cè)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(guó)海軍的資助下，開發(fā)有船舶結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，已制成用于美國(guó)海軍艦隊(duì)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)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(cè)量拖拽陣列的三維形狀，這種技術(shù)對(duì)陣列測(cè)量的改善將超過現(xiàn)有陣列估算技術(shù)一個(gè)數(shù)量級(jí)，從而可增強(qiáng)海軍的戰(zhàn)術(shù)優(yōu)勢(shì)。
（1）船舶結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
1999年春，美國(guó)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(duì)KNM Skjold 快速巡邏艇進(jìn)行智能監(jiān)測(cè)。
2000,6,25 DavidsonInstruments宣布為美國(guó)海軍開發(fā)全光纖艦船傳感系統(tǒng)。美國(guó)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(guó)海軍研究中心（Navy office of Naval Research）和海上戰(zhàn)爭(zhēng)中心（Naval Surface Warfare Center, Carderock Division）在英國(guó)皇家RV Triton艦船上安裝了光纖傳感系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行艦船結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)。SPA安裝了自己的艦船監(jiān)測(cè)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(cè)試系統(tǒng)伴隨RV Triton在海上2個(gè)星期的海上航行測(cè)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(guó)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(cè)系統(tǒng)
美國(guó)海上戰(zhàn)爭(zhēng)中心（Naval Surface Warfare Center, Carderock Division）對(duì)美國(guó)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(cè)。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(cè)量溫度和應(yīng)變），和SPA的艦船健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
（4）發(fā)射系統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
美國(guó)海上戰(zhàn)爭(zhēng)中心Naval Surface Warfare Center，Port Hueneme Division正在開發(fā)自己的光纖傳感測(cè)試系統(tǒng)以用于長(zhǎng)期的監(jiān)測(cè)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(huì)受到震動(dòng)沖擊，高熱和濕度的影星，必須對(duì)其進(jìn)行定期的檢測(cè)。在這個(gè)測(cè)試系統(tǒng)中，測(cè)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(guó)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(cè)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(cè)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(guó)海軍水面戰(zhàn)斗中心Naval Surface Warfare Center,Carderock Division在登陸平臺(tái)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(zhǎng)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(cè)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(guó)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(cè)美國(guó)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(cè)技術(shù)能夠?yàn)榕灤脑O(shè)計(jì)的修改和升級(jí)提供指導(dǎo)，同時(shí)對(duì)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(guó)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(duì)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(lái)精確的測(cè)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(duì)于這種需要分布式形貌測(cè)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(duì)成本低的，光拖拽陣列形貌和位置測(cè)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。
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