光纖光纜智能結構在海軍艦船上的應用
時間:2014-08-07 11:06:03 來源：
世界各先進國家軍方和造船業正積極著手將光纖光纜智能結構技術應用于海軍的艦船系統和海岸設施中，多年的研究開發，證明了光纖光纜智能結構技術對海軍艦船及海岸防御設備的重要性和迫切性。光纖光纜智能結構技術在艦船上的應用包括艦船的導航、雷達、傳像、損傷傳感乃至探潛等。 OPGW光纜
對海軍艦船的生存來說，都必須有賴于生存的損傷控制系統，且要求控制系統中的每個傳感器和線路都必須絕對精確、可靠。系統不能因電磁干擾或其他原因而產生假警報，因為對海軍戰術來說，這種假警報是致命的。因此要求：
1、系統必須高度可靠，而且易于維修。
2、在艦船受到攻擊使平臺結構損傷，致使系統進水或起火時，要求系統仍能正常工作。
3、要求這種系統具有長期穩定性和可靠性，無需定期維修。
4、要求系統具有相當的裕量，以適應未來信息量增大的要求。
光纖傳感器和光纖傳輸系統具備足以克服各種干擾和惡劣環境的高可靠要求。目前，海軍的大部分注意力集中于特種目的聲吶陣列和磁異常 探測的光纖傳感器上，而對用于探測壓力、溫度、位置、液位、燃燒火焰和破裂等常用的光纖傳感器的開發則相對落后。乍看起來，這些光纖傳感器似乎很簡單，但要制作出真正能滿足海軍艦船惡劣環境并在價格上有競爭能力的高可靠傳感器是相當困難的。美國海軍在1982年就評估易于造成假警報的損傷控制系統的主要傳感器是：淹沒（注水、浸漬）傳感器、溫升速率傳感器、固定溫度傳感器（73度、93度、118度傳感器）和煙霧傳感器等。上述傳感器都是使用PM400-XYZ-1規范的階躍折射率多模玻璃芯光纖（芯徑為100um/140um）。還開發了傳感系統的硬件，例如局域多路復用器/解復用器、陰極射線指示器和打印機等，它們也都是光纖光纜在軍用事業上的最好證明。
對艦船來說，精確可靠地監測螺旋槳扭矩損傷是十分重要的工作。1985年Ingalls造船廠投資的IRAD計劃開發了可以滿足艦船要求的光纖扭力計及光纖控制系統。該光纖扭力計系統由以下幾個部分組成：帶有反射器的螺旋槳軸套筒、螺旋槳軸反射器環路、光學探頭、信號處理器、陰極射線管監視器和鍵盤、打印機等。螺旋槳軸套筒長為61cm，直徑為53.5cm，套筒的一端牢牢地固定在軸上，而軸的另一端是自由的，在軸套的自由端附近安放24個等間距的反射指狀裝置。環路安裝在軸套的自由端軸上，這樣一來，環路反射指狀裝置和軸套的反射指狀裝置交叉。在負荷情況下，軸扭轉軸套使環路反射器間距發生變化，12芯光纜安裝在螺旋槳軸上的光學探頭照射軸套和反射器環路，同時接收相應的反射，這個過程是通過光學探頭將來自信號處理器的信號傳輸到反射指狀裝置，同時光學探頭接收來自反射指狀裝置的返回信號而完成的，隨后將這些反信號傳送給信號處理器，信號處理器計算出每分軸扭矩、軸的功能和轉速，陰極射線管監視器接收并顯示這些信號，最后打印在打印機上。這種扭力計已安裝在USS Mobile Bay 號艦上，監視器和打印機以及信號處理機都位于中央控制臺，中央控制臺內的信號處理機和光學探頭之間的連接通過4根光纜按PMS-400-XYZ-1技術規范連接，光纜長度約為45.7m。
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