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Mini système de la fibre optique SHM inclus dans des composés

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La surveillance de la santé structurale (SHM) est une discipline répandue naissante en une série de structures, y compris les ponts et les bâtiments en acier et en béton. Dans les composés, SHM a été poursuivi pendant des décennies avec plusieurs buts

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Empêchez les échecs de la surcharge, du défaut de fabrication ou des dommages ;

Réduisez la fréquence et le coût d'inspection pendant le service ;

Fournissez l'arrangement en temps réel de la mécanique de rupture dans les composés et les données de validation pour les modèles d'élément fini existants en vue également vers des conceptions de plus en plus complexes.

Est-ce que SMARTFIBER un projet de 42 mois (septembre 2010 à l'avril 2014) est placé par le programme-cadre d'Union européenne septièmes avec le but d'inclure un système complet miniaturisé de sonde ? y compris la sonde rangez et unité autonome de lecture, ou interrogateur ? dans une structure composée, dans ce cas-ci, une turbine de marée. La réclamation de sept associés ils ont démontré le monde ? système fibre-optique d'abord miniaturisé de sonde de s que peut être entièrement enfoncé dans une matière composite. Ils affirment que cet accomplissement prépare le terrain vers les composés futés qui permettent la surveillance continue et automatique de la santé structurale de la matière composite en structures telles que les lames de marée, les lames de turbine de turbines de vent, les composants de fuselage d'avion et d'aile ou les structures marines (mâts, antennes, coques et propulseurs).

Les associés de SMARTFIBER incluent :

Centre IMEC (Louvain, Belgique) de recherches de Nanoelectronics

Université de Gand (monsieur, Belgique)

Optocap Ltd (Livingtson, Lothian occidental, R-U)

Xenics (Louvain, Belgique)

Institut de Fraunhofer pour les circuits intégrés IIS (Erlangen, Allemagne)

International de FBGS (Geel, Belgique)

International aéroporté (la Haye, Pays Bas).

Comme peut être vu dans fig. 1 ci-dessus du projet ? le livre blanc final de s, l'approche de SMARTFIBER se compose inclure un système des sondes du râpage de Bragg de fibre (FBG) et de l'interrogateur peu coûteux et miniaturisé dans la structure composée, permettant la puissance sans fil et la communication bi-directionnelle avec une unité externe de lecture (voir le schéma 2 ci-dessous). (Contre le manuel) le placement automatisé des sondes et de l'unité d'interrogateur pendant la fabrication de structure a été également démontré.

Les sondes de FBG étaient dues utilisé à leur capacité de fournir au contrôle continu couplées leur compacité, poids léger, immunité aux interférences électromagnétiques (IEM), de haute résistance à la corrosion, capacité à hautes températures et des possibilités de multiplexage. L'équipe les a crues supérieures au-dessus d'autres techniques de surveillance de contrainte (par exemple jauges de contrainte électriques classiques) particulièrement en poursuivant a automatisé l'encastrement pendant la fabrication.

La technologie de photonics de silicium a permis la miniaturisation et le coût bas élevés cherchés pour l'interrogateur de FBG. Le noyau de l'interrogateur est un circuit intégré photonique (PIC) qui transmet un signal qui, après avoir été traité, est reçu par l'unité externe de lecture. Ce dernier fournit également la puissance sans fil à l'interrogateur. Une autre composante clé de l'interrogateur est un filtre travaillé du râpage de guide d'ondes de rangée (A.W.G.). Le papier de SMARTFIBER affirme que tous ces dispositifs peuvent être manufacturés utilisant les techniques et l'infrastructure silicium-basées industrielles bien établies de microfabrication.

Le système de sonde a été assemblé par Optocap sur un conseil électronique conçu par Xenics. Le sous-système optique s'est composé d'un circuit intégré de photonics de silicium développé par IMEC et photodiodes et circuits intégrés de lecture (IC) fournis par Xenics.

L'institut de Fraunhofer pour les circuits intégrés IIS était responsable de l'interface sans fil qui fournit la puissance au système inclus et donne lecture en même temps les données acquises à la vitesse.

Après avoir été relié à une chaîne de fibre optique de sonde construite par l'International de FBGS, le système de sonde a été moulé dans une forme époxyde spécifiquement conçue par l'université de Gand pour réduire au minimum l'impact sur la matière composite. En même temps que la chaîne jointe de sonde de fibre, le système de sonde a été alors inclus dans la lame d'une turbine de marée par l'International aéroporté, qui a également entrepris des études dans l'automation de ce processus pendant la fabrication de lame.

Le système complet a été intégré dans la lame de turbine de turbines de marée, une construction stratifiée avec un noyau de mousse et non-sertit par replis des faceskins de tissu. Le moulage par transfer léger de résine (LRTM) a été employé pour mouler la lame. Des couches supplémentaires de tissu en verre ont été placées pour réduire au minimum l'habillage de résine autour du système inclus et pour ramener le changement brusque de la rigidité du stratifié aux éléments inclus. La fibre optique a été placée sur la longueur longitudinale de la lame dans les boucles du bout pour s'enraciner et retenue par de petits points de colle. Une stratégie pour le placement automatisé a été également développée.

Le système inclus a été examiné et comparé à un interrogateur commercial. Son exécution était sur la cible avec les buts de projet. ? Nous étudions des étapes à prendre vers la commercialisation du dispositif ? dit que chef de projet sèche Van Thourhout ? L'entrée des associés potentiels est bienvenue. ?