光纖光纜智能結(jié)構(gòu)在海軍艦船上的應(yīng)用
時(shí)間:2014-08-07 11:06:03 來源：
世界各先進(jìn)國家軍方和造船業(yè)正積極著手將光纖光纜智能結(jié)構(gòu)技術(shù)應(yīng)用于海軍的艦船系統(tǒng)和海岸設(shè)施中，多年的研究開發(fā)，證明了光纖光纜智能結(jié)構(gòu)技術(shù)對海軍艦船及海岸防御設(shè)備的重要性和迫切性。光纖光纜智能結(jié)構(gòu)技術(shù)在艦船上的應(yīng)用包括艦船的導(dǎo)航、雷達(dá)、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(tǒng)，且要求控制系統(tǒng)中的每個(gè)傳感器和線路都必須絕對精確、可靠。系統(tǒng)不能因電磁干擾或其他原因而產(chǎn)生假警報(bào)，因?yàn)閷＼姂?zhàn)術(shù)來說，這種假警報(bào)是致命的。因此要求：
1、系統(tǒng)必須高度可靠，而且易于維修。
2、在艦船受到攻擊使平臺結(jié)構(gòu)損傷，致使系統(tǒng)進(jìn)水或起火時(shí)，要求系統(tǒng)仍能正常工作。
3、要求這種系統(tǒng)具有長期穩(wěn)定性和可靠性，無需定期維修。
4、要求系統(tǒng)具有相當(dāng)?shù)脑Ａ?，以適應(yīng)未來信息量增大的要求。
光纖傳感器和光纖傳輸系統(tǒng)具備足以克服各種干擾和惡劣環(huán)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(fā)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(huán)境并在價(jià)格上有競爭能力的高可靠傳感器是相當(dāng)困難的。美國海軍在1982年就評估易于造成假警報(bào)的損傷控制系統(tǒng)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(guī)范的階躍折射率多模玻璃芯光纖（芯徑為100um/140um）。還開發(fā)了傳感系統(tǒng)的硬件，例如局域多路復(fù)用器/解復(fù)用器、陰極射線指示器和打印機(jī)等，它們也都是光纖光纜在軍用事業(yè)上的最好證明。
對艦船來說，精確可靠地監(jiān)測螺旋槳扭矩?fù)p傷是十分重要的工作。1985年Ingalls造船廠投資的IRAD計(jì)劃開發(fā)了可以滿足艦船要求的光纖扭力計(jì)及光纖控制系統(tǒng)。該光纖扭力計(jì)系統(tǒng)由以下幾個(gè)部分組成：帶有反射器的螺旋槳軸套筒、螺旋槳軸反射器環(huán)路、光學(xué)探頭、信號處理器、陰極射線管監(jiān)視器和鍵盤、打印機(jī)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(gè)等間距的反射指狀裝置。環(huán)路安裝在軸套的自由端軸上，這樣一來，環(huán)路反射指狀裝置和軸套的反射指狀裝置交叉。在負(fù)荷情況下，軸扭轉(zhuǎn)軸套使環(huán)路反射器間距發(fā)生變化，12芯光纜安裝在螺旋槳軸上的光學(xué)探頭照射軸套和反射器環(huán)路，同時(shí)接收相應(yīng)的反射，這個(gè)過程是通過光學(xué)探頭將來自信號處理器的信號傳輸?shù)椒瓷渲笭钛b置，同時(shí)光學(xué)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(jì)算出每分軸扭矩、軸的功能和轉(zhuǎn)速，陰極射線管監(jiān)視器接收并顯示這些信號，最后打印在打印機(jī)上。這種扭力計(jì)已安裝在USS Mobile Bay 號艦上，監(jiān)視器和打印機(jī)以及信號處理機(jī)都位于中央控制臺，中央控制臺內(nèi)的信號處理機(jī)和光學(xué)探頭之間的連接通過4根光纜按PMS-400-XYZ-1技術(shù)規(guī)范連接，光纜長度約為45.7m。
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