機(jī)敏材料（Smart Material)與機(jī)敏結(jié)構(gòu)(Smart Structure)是光纖傳感器的典型應(yīng)用,這種材料或結(jié)構(gòu)正越來越多地應(yīng)用于航空航天飛行器的在線、動態(tài)監(jiān)測和機(jī)器人的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),用于高層建筑,智能大廈、橋梁、高 速公路等災(zāi)害性在線和動態(tài)的檢測、防護(hù),報警等有關(guān)機(jī)人敏材料與結(jié)構(gòu)的研究工作方興未艾。
由于光纖傳感器體積小、重量輕、纖細(xì)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(jī)敏材料或結(jié)構(gòu)中得到了廣泛的應(yīng)用。將光纖傳感器埋人復(fù)合材料中,用于探測復(fù)合材料內(nèi)部應(yīng)力、應(yīng)變以及估計結(jié)構(gòu)的損傷,已成為一種新型的無損檢測技術(shù)。例如,將光纖傳感器埋人鋼筋混凝土材料與結(jié)構(gòu)中,可以實時、在線監(jiān)測混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)的變化,使建筑物成為一種機(jī)敏建筑結(jié)構(gòu)。
在諸如風(fēng)力地震、交通運(yùn)輸、熱應(yīng)變等外部載荷的作用下,建筑結(jié)構(gòu)對這些外部載荷會有不同程度的反應(yīng)。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(jié)構(gòu),內(nèi)部狀態(tài)是十分重要的參數(shù),需要采用實時、在線地?zé)o損監(jiān)控手段,以便人們實時了解這些結(jié)構(gòu)的安全狀態(tài)、內(nèi)部應(yīng)力、應(yīng)變變化, 裂縫的發(fā)生與發(fā)展。如果在混凝土構(gòu)件內(nèi)埋設(shè)光纖傳感器,裂縫的擴(kuò)展導(dǎo)致埋人光纖傳感器外部機(jī)械特性的變化,從而使光纖傳感器中光強(qiáng)輸出發(fā)生劇烈變化,通過檢測光強(qiáng)輸出的變化就可以監(jiān)測混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)應(yīng)力的變化及裂縫的發(fā)生、發(fā)展,實時檢測或預(yù)報大型建筑內(nèi)層結(jié)構(gòu)的狀態(tài)。
