【導(dǎo)讀】美國海軍實驗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結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的低成本光纖網(wǎng)絡(luò)，這個系統(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)實時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，美國海軍研究實驗室（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)計的登陸攻擊驅(qū)逐艦，也包括按CG-21設(shè)計的巡洋艦。2002,7,10 DavidsonInstruments已經(jīng)宣布完成了該項目，其結(jié)果數(shù)據(jù)被用于艦船的制造和改進(jìn)提供參考。同時這個全光纖的傳感系統(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FBG傳感器安裝在艦殼上，同時存在電傳感器以驗證它的精度和性能。這個測試系統(tǒng)伴隨RV Triton在海上2個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個通道共16個FBG傳感器，其中14應(yīng)變傳感器和2個Flat-Pack傳感器（包含兩個FBG，可同時測量溫度和應(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。因為導(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，在兩個艦船上建立了FBG傳感器網(wǎng)絡(luò)，50個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Micron Optics的可調(diào)諧F-P濾波器和一個OptoSpeed的超發(fā)光二極管，一個新封裝設(shè)計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。為了驗證這個推進(jìn)器的設(shè)計，4個通道24個傳感器被用于測試，21個應(yīng)變傳感器，3個溫度傳感器，取樣頻率2KHz。
（7）艦船結(jié)構(gòu)光纖傳感系統(tǒng)
1999,10 在美國海軍實驗室的資助下，Systems Planning and Analysis Inc.制作了一個低成本的，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)。在這個系統(tǒng)中，通過分布在艦船外殼上的傳感點(diǎn)，可以實時的計算和報告艦船在海洋中作業(yè)時的受力情況。這個遠(yuǎn)程監(jiān)測技術(shù)能夠為艦船的設(shè)計的修改和升級提供指導(dǎo)，同時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，用一個光的方法來精確的測量陣列上的各個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)合的方法實時的分解和顯示了陣列和柔軟結(jié)構(gòu)的變形。同時這個系統(tǒng)是基于Micron Optics的FBG解調(diào)系統(tǒng)的。
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