光纤模块化应变监测技术在飞机强度测试中的应用

"本文介绍了通信与网络中的一种模块化应变监测光纤组件的设计，该组件用于改进传统的电阻应变式传感器在飞机强度测试中的应用。电阻应变片是基于金属的电阻应变效应工作，用于测量微小的机械变形。然而，大量应变片的使用导致了复杂的布线和维护难题。通过引入光纤技术，设计了一种模块化解决方案，能够通过级联的方式大幅增加可采集的应变片数量，并将电信号转化为光信号，简化现场布线，提高系统的可靠性与效率。" 在传统的飞机强度测试中，电阻应变式传感器扮演着关键角色。这些传感器利用金属材料的电阻应变效应，即金属导体的电阻会随着其机械变形而变化。每个强度测试点通常需要贴附一个应变片，对于大型飞机来说，这可能涉及数万个应变片，每个应变片配有三根电导线，导致布线复杂，现场管理困难。当应变片出现故障时，定位和修复问题变得极其繁琐，延长了测试周期。 为解决这些问题，本文提出的通信与网络中的模块化应变监测光纤组件采用了光纤传输应变信号。这种设计通过模块化的结构，允许应变信号的多路复用，显著减少了所需的电缆数量。每个模块可以连接多个应变信号，经过级联，可以处理上万路电信号，并将它们转换为一路或多路光信号，通过单一的光缆连接至监控室。这样的设计不仅减少了现场的布线混乱，还提高了系统的可维护性。如果某一模块出现问题，可以方便地进行热插拔更换，大大缩短了故障排查时间。 系统结构包括发射端、光纤和接收端三个部分。发射端由不同级别的模块组成，如1级模块负责采集应变信号，最多支持16路，2级和3级模块则处理数据复接和通信，可以连接多个1级模块。这样的分层设计使得系统具有高度的灵活性和扩展性，能够适应各种规模的监测需求。 通过光纤技术的应用，整个飞机强度监测系统实现了更高的可靠性和结构优化。光纤不仅提供了更远距离、更大容量的数据传输能力，而且其抗电磁干扰、耐腐蚀的特性也提升了系统的稳定性和耐用性。这种创新设计为航空工业的结构健康监测提供了更加高效和智能的解决方案。