機敏材料（Smart Material)與機敏結構(Smart Structure)是光纖傳感器的典型應用,這種材料或結構正越來越多地應用于航空航天飛行器的在線、動態(tài)監(jiān)測和機器人的神經網絡系統(tǒng),用于高層建筑,智能大廈、橋梁、高 速公路等災害性在線和動態(tài)的檢測、防護,報警等有關機人敏材料與結構的研究工作方興未艾。
由于光纖傳感器體積小、重量輕、纖細和柔軟,因而易于布置,適宜于分布傳感及遙測,既可以作為傳感器又可以傳輸信號,并且在傳感與傳輸兩個環(huán)節(jié)都不受電磁干擾等的影響,因而在機敏材料或結構中得到了廣泛的應用。將光纖傳感器埋人復合材料中,用于探測復合材料內部應力、應變以及估計結構的損傷,已成為一種新型的無損檢測技術。例如,將光纖傳感器埋人鋼筋混凝土材料與結構中,可以實時、在線監(jiān)測混凝土結構內部應力狀態(tài)的變化,使建筑物成為一種機敏建筑結構。
在諸如風力地震、交通運輸、熱應變等外部載荷的作用下,建筑結構對這些外部載荷會有不同程度的反應。對于諸如橋梁水壩、核電站等這類對于安全性、可靠性要求很高的混北土建筑結構,內部狀態(tài)是十分重要的參數(shù),需要采用實時、在線地無損監(jiān)控手段,以便人們實時了解這些結構的安全狀態(tài)、內部應力、應變變化, 裂縫的發(fā)生與發(fā)展。如果在混凝土構件內埋設光纖傳感器,裂縫的擴展導致埋人光纖傳感器外部機械特性的變化,從而使光纖傳感器中光強輸出發(fā)生劇烈變化,通過檢測光強輸出的變化就可以監(jiān)測混凝土結構內應力的變化及裂縫的發(fā)生、發(fā)展,實時檢測或預報大型建筑內層結構的狀態(tài)。
