研究目的
开发一种新型混合损伤检测系统，利用压电执行器进行导波激励，并采用基于法布里-珀罗干涉仪和光纤布拉格光栅的新型光纤传感器，以提高结构健康监测中的应变分辨率和可靠性。
研究成果
基于光纤布拉格光栅的法布里-珀罗传感器相比传统FBG传感器对应变波具有更高灵敏度，在导波检测方面性能更优。该系统在不同工况下展现出高可靠性，适用于结构健康监测应用。未来工作包括测试该系统对微小冲击损伤的检测能力，并探索其复用功能。
研究不足
基于光纤布拉格光栅的法布里-珀罗传感器在波长制造公差方面存在挑战，需要制造大量光纤布拉格光栅才能找到波长最接近的两个。熔接工艺也对最小腔长设置了限制。
1：实验设计与方法选择：
本研究设计了一种新型基于光纤布拉格光栅（FBG）的法布里-珀罗（FP）传感器，模拟其光谱特性并进行实验验证。该混合系统结合了压电陶瓷（PZT）驱动器与光纤传感器，用于导波激励与检测。
2：样本选择与数据来源：
以碳纤维增强聚合物（CFRP）试件作为主体结构，明确了FBG传感器、基于FBG的FP传感器、PZT驱动器及人工损伤的位置。
3：实验设备与材料清单：
设备包括用于光谱采集的可调谐激光器、环形器、光纤传感器、光电探测器和示波器；材料包含用于制备CFRP试件的预浸料（赫氏914C-TS-5）。
4：实验流程与操作步骤：
通过获取反射率光谱、选定聚焦波长并测量该波长下光强变化来记录兰姆波信号。
5：数据分析方法：
测量了基于FBG的FP传感器对微应变的灵敏度，并采用损伤指标将其性能与传统FBG传感器进行对比。
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Tunable Laser
Used to sweep the wavelength range and irradiate light with different wavelengths for spectrum acquisition.
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Circulator
Isolates the light reflected from the FBG-based FP sensor to be measured by the photodetector.
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Photo Detector
Translates the optical intensity signal into electric signals for recording by the oscilloscope.
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Oscilloscope
Records the electric signals translated by the photo detector.
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PZT Actuator
Used for guided wave excitation in the hybrid damage detection system.
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FBG Sensor
AtGrating Technologies
Used as part of the hybrid system for detecting changes in strain and temperature.
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FBG-based FP Sensor
Developed for higher sensitivity to strain signals in the hybrid system.
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