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Mini sistema fibroóptico de SHM encajado en compuestos

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La supervisión de salud estructural (SHM) es una disciplina extensa emergente en una variedad de estructuras, incluyendo los puentes y los edificios de acero y concretos. En compuestos, SHM se ha perseguido por décadas con varias metas

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Prevenga las faltas de sobrecarga, del defecto de producción o del daño;

Reduzca la frecuencia y el coste de inspección durante servicio;

Proporcione la comprensión en tiempo real de los mecánicos de la fractura en compuestos y datos de la validación para los modelos de elemento finito existentes de una visión también hacia diseños cada vez más complejos.

¿SMARTFIBER un proyecto de 42 meses (sept. de 2010 al abril de 2014) es financiado por el programa de base de la unión europea séptima con la meta de encajar un sistema completo miniaturizado del sensor? ¿incluyendo el sensor ponga en orden y unidad autónoma de la lectura, o interrogador? en una estructura compuesta, en este caso, una turbina de marea. ¿La demanda de siete socios han demostrado el mundo? sistema fibra-óptico primero miniaturizado del sensor de s que puede ser encajado completamente en un material compuesto. Afirman que este logro pavimenta la manera hacia los compuestos elegantes que permiten la supervisión continua y automática de la salud estructural del material compuesto en estructuras tales como láminas de marea, las láminas de turbina de viento, los componentes o las estructuras marinas (mástiles, antenas, cascos y propulsores) del fuselage del aeroplano y del ala.

Los socios de SMARTFIBER incluyen:

Centro de investigación de Nanoelectronics IMEC (Lovaina, Bélgica)

Universidad de Gante (señor, Bélgica)

Optocap Ltd (Livingtson, Lothian del oeste, Reino Unido)

Xenics (Lovaina, Bélgica)

Instituto de Fraunhofer para los circuitos integrados IIS (Erlangen, Alemania)

International de FBGS (Geel, Bélgica)

International aerotransportado (La Haya, los Países Bajos).

¿Como puede ser visto en fig. 1 antedicha del proyecto? el Libro Blanco final de s, el acercamiento de SMARTFIBER consiste en el encajar de un sistema de sensores de la reja de Bragg de la fibra (FBG) y de interrogador barato, miniaturizado en la estructura compuesta, permitiendo energía sin hilos y la comunicación de dos vías con una unidad externa de la lectura (véase el cuadro 2 abajo). (Contra el manual) la colocación automatizada de los sensores y de la unidad del interrogador durante la fabricación de la estructura también fue demostrada.

Los sensores de FBG eran usado debido a su capacidad de proveer del control continuo juntados su compacticidad, el peso ligero, la inmunidad a interferencias electromágneticas (EMI), la alta resistencia a la corrosión, capacidad da alta temperatura y las capacidades de la multiplexación. El equipo los creyó superiores sobre otras técnicas de la supervisión de la tensión (e.g. calibradores de tensión eléctricos clásicos) especialmente al perseguir automatizó la encajadura durante la fabricación.

La tecnología del photonics del silicio permitió la alta miniaturización y el bajo costo buscados para el interrogador de FBG. La base del interrogador es un circuito integrado fotónico (PIC) que transmite una señal que, después de ser procesado, sea recibida por la unidad externa de la lectura. Este último también suministra energía sin hilos al interrogador. Otro componente clave del interrogador es un filtro adaptado de la reja de la guía de onda del arsenal (AWG). El papel de SMARTFIBER afirma que todos estos dispositivos pueden ser manufacturados usando técnicas e infraestructura silicio-basadas industriales establecidas del microfabrication.

El sistema del sensor fue montado por Optocap en un tablero electrónico diseñado por Xenics. El subsistema óptico consistió en un circuito integrado del photonics del silicio desarrollado por IMEC y los fotodiodos y los circuitos integrados de la lectura (ICs) proporcionados por Xenics.

El instituto de Fraunhofer para los circuitos integrados IIS era responsable del interfaz sin hilos que proporciona energía al sistema encajado y al mismo tiempo lee los datos adquiridos en la velocidad.

Después de ser conectada con una cadena de fibra óptica del sensor manufacturada por el International de FBGS, el sistema del sensor fue echado en una forma de epoxy diseñada específicamente por la universidad de Gante para reducir al mínimo el impacto en el material compuesto. Junto con la cadena atada del sensor de la fibra, el sistema del sensor entonces fue encajado en la lámina de una turbina de marea por el International aerotransportado, que también condujo estudios en la automatización de este proceso durante la fabricación de la lámina.

El sistema completo era integrado dentro de la lámina de turbina de marea, una construcción de emparedado con una base de la espuma y no-prensa faceskins de la tela. El moldeo a presión ligero de resina (LRTM) fue utilizado para moldear la lámina. Las capas adicionales de tela de cristal fueron colocadas para reducir al mínimo la acumulación de la resina alrededor del sistema encajado y para reducir el cambio precipitado en tiesura del laminado a los elementos encajados. La fibra óptica fue colocada a lo largo de la longitud longitudinal de la lámina en lazos de la extremidad para arraigar y mantenido por los pequeños puntos del pegamento. Una estrategia para la colocación automatizada también fue desarrollada.

El sistema encajado fue probado y comparado a un interrogador comercial. Su funcionamiento estaba en blanco con las metas del proyecto. ¿? ¿Estamos investigando los pasos que se tomarán hacia la comercialización del dispositivo? ¿dice que líder de proyecto seca a Van Thourhout? ¿La entrada de socios potenciales es agradable.?