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Mini sistema fiber-optic di SHM incluso nei composti

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La sorveglianza dello stato di salute strutturale (SHM) è una disciplina diffusa emergente in varie strutture, compreso i ponticelli e le costruzioni d'acciaio e concreti. Nei composti, SHM è stato perseguito per le decadi con parecchi obiettivi

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Impedica i guasti sovraccarico, il difetto di fabbricazione o il danno;

Riduca la frequenza ed il costo di controllo durante il servizio;

Fornisca la comprensione in tempo reale dei meccanici di frattura nei composti e nei dati di convalida per i modelli di elemento limitato attuali una vista inoltre verso i disegni sempre più complessi.

SMARTFIBER un progetto di 42 mesi (settembre del 2010 all'aprile 2014) è costituito un fondo per dal programma quadro di Unione Europea settimo con l'obiettivo di includere un sistema completo miniaturizzato del sensore? compreso sia il sensore allini che unità autonoma della lettura, o interrogatore? in una struttura composita, in questo caso, una turbina di marea. Il reclamo dei sette soci hanno dimostrato il mondo? sistema fibra-ottico in primo luogo miniaturizzato del sensore di s che può completamente essere incastonato in un materiale composito. Asseriscono che questo successo apre la strada verso i composti astuti che permettono al controllo continuato ed automatico della salute strutturale di materiale composito in strutture quali le lamierine di marea, palette della turbina del vento, componenti della fusoliera dell'aeroplano e dell'ala o strutture marine (alberi, antenne, gusci ed eliche).

I soci di SMARTFIBER includono:

Centro di ricerca di Nanoelectronics IMEC (Lovanio, Belgio)

Università di Gand (Gent, Belgio)

Optocap srl (Livingtson, Lothian ad ovest, Regno Unito)

Xenics (Lovanio, Belgio)

Istituto di Fraunhofer per i circuiti integrati IIS (Erlangen, Germania)

International di FBGS (Geel, Belgio)

International disperso nell'aria (L'aia, Paesi Bassi).

Può essere veduto nella fig. 1 qui sopra dal progetto? il Libro Bianco finale di s, il metodo di SMARTFIBER consiste di includere un sistema dei sensori della grata di Bragg della fibra (FBG) e dell'interrogatore a basso costo e miniaturizzato nella struttura composita, permettendo al potere senza fili ed alla comunicazione bidirezionale con un'unità esterna della lettura (si veda figura 2 qui sotto). (Contro il manuale) la disposizione automatizzata dei sensori e dell'unità dell'interrogatore durante la fabbricazione della struttura inoltre è stata dimostrata.

I sensori di FBG erano usato dovuto la loro capacità di fornire il controllo continuo coppia la loro compattezza, il peso leggero, l'immunità alle interferenze elettromagnetiche (EMI), l'alta resistenza a corrosione, capienza a temperatura elevata e possibilità di funzionamento in multiplex. La squadra li ha creduti superiori sopra altre tecniche di controllo di sforzo (per esempio estensimetri elettrici classici) particolarmente quando persegue ha automatizzato l'incastonatura durante la fabbricazione.

La tecnologia di photonics del silicone ha permesso all'alta minaturizzazione ed al basso costo cercati per l'interrogatore di FBG. Il centro dell'interrogatore è un circuito integrato fotonico (PIC) che trasmette un segnale che, dopo l'elaborazione, è ricevuto dall'unità esterna della lettura. L'ultimo inoltre fornisce il potere senza fili all'interrogatore. Un'altra componente chiave dell'interrogatore è un filtro adattato dalla grata della guida di onde di allineamento (AWG). La carta di SMARTFIBER asserisce che tutti questi dispositivi possono essere tecniche silicone-basate industriali affermate usando fabbricate e l'infrastruttura di microfabrication.

Il sistema del sensore è stato montato da Optocap su un bordo elettronico progettato da Xenics. Il sottosistema ottico ha consistito di un circuito integrato di photonics del silicone sviluppato da IMEC e dai fotodiodi e dai circuiti integrati della lettura (CI) forniti da Xenics.

L'istituto di Fraunhofer per i circuiti integrati IIS era responsabile dell'interfaccia senza fili che fornisce il potere al sistema incluso ed allo stesso tempo legge fuori i dati acquistati all'alta velocità.

Dopo il collegamento ad una catena di fibra ottica del sensore fabbricata dal International di FBGS, il sistema del sensore è stato lanciato in una figura a resina epossidica specificamente destinata dall'università di Gand per minimizzare l'effetto sul materiale composito. Insieme alla catena allegata del sensore della fibra, il sistema del sensore allora è stato incluso nella lamierina di una turbina di marea dal International disperso nell'aria, che inoltre ha intrapreso gli studi in automazione di questo processo durante il montaggio della lamierina.

Il sistema completo è stato integrato all'interno della paletta della turbina di marea, una costruzione stratificata con il centro della gomma piuma e non-unisce i faceskins del tessuto. La stamatura per trasferimento chiara della resina (LRTM) è stata usata per modellare la lamierina. Gli strati supplementari di tessuto di vetro sono stati disposti per minimizzare l'accumulazione della resina intorno al sistema incluso e per ridurre il cambiamento brusco nella rigidezza dal laminato agli elementi inclusi. La fibra ottica è stata disposta su la lunghezza longitudinale della lamierina nei cicli dalla punta per sradicare ed è stata tenuta nella posizione dai piccoli puntini di colla. Una strategia per la disposizione automatizzata inoltre è stata sviluppata.

Il sistema incluso è stato provato e confrontato stato ad un interrogatore commerciale. La relativa prestazione era sull'obiettivo con gli obiettivi di progetto. ? Stiamo studiando i punti da prendere verso la commercializzazione del dispositivo? dice che direttore di progetto asciuga Van Thourhout? L'input dai soci potenziali è benvenuto.?