فایل بصورت ورد و با صفحه آرایی میباشد///

-مقدمه

توسعه سريع تركيبات ساختاري نساجي (TSC ها) بازار و فرصت هاي پژوهشي جديدي را براي صنعت نساجي و دانشمندان اين رشته ايجاد كرده است. تركيبات نساجي سه بعدي، بر طبق، يكپارچگي ساختاري شان داراي يك شبكه دسته تارها در يك حالت يكنواخت مي باشد، كه نتيجه آن افزايش قدرت درون بافتي و بين بافتي، انعطاف پذيري بيشتر تشكيل شكل ساختاري پيچيده و امكان بيشتر توليد قطعات بزرگ با هزينه كمتر در مقايسه با تركيبات سنتي است. سختي و استحكامل بيشتر همراه با وزن كمتر باعث افزايش كاربرد آنها در صنايع هوا فضا، خودروسازي و مهندسي شهري شده است. پيش بيني شده است كه بهبود تكنولوژي هاي فرآوري و تركيب آنها با تكنولوژي‌هاي ساختار هوشمند منجر به رشد صنعتي عمده در قرن بعد با استفاده از به چالش افتادن وضعيت فلز است ديگر مواد متداول مهندسي گرديده است.

يك موفقيت در توسعه تكنولوژي فرآوري TSC به درك بهتر رابطه خواص- ساختار پردازش دارد. يك گام مهم در اين جهت نظارت بر توزيع تنش/ كرنش داخلي در زمان واقعي در طول فرآوري اجراي منسوج و جامد شدن متعاقب آن تا ساختارهاي نهايي است. مسئله مهم ديگر در كاربرد TSC ها حساس كردن آنها به شرايط داخلي سلامت و محيطي خارجي آنها است. تجميع شبكه هاي حسگري در داخل ساختارهاي توليد- تقويت اولين گام براي هوشمند ساختن مواد محسوب مي شود. علاوه بر اين، پيچيدگي ساختار TSC مثل اثر پوست- هسته تركيبات تابيده سه بعدي كاراكتريزه كردن مواد را امري دشوار ساخته است.

در گذشته اندازه گيري توزيع تنش/ كرنش داخلي يك چنين ماده اي پيچيده با استفاده از روش هاي متداول مانند معيار كرنش و حسگرهاي فرابنفش تقريباً غيرممكن شده است. به علاوه، نياز به بعضي انواع شبكه حسگري در اين ساختارها لحاظ شده است تا وسيله‌اي باشد براي (1) نظارت بر توزيع تنس داخلي TSC هاي insith در طول فرايند توليد، (2) اجازه دادن جهت نظارت سلامت و ارزيابي آسيب TSC ها در طول خدمات و (3) قادر به ساختن يك سيستم كنترلي براي نظارت فعال و واكنش نشان دادن به تغييرات محيط كاري.

تكنولوژي هاي فيبر نوري كه ارائه دهنده كاركردهاي انتقال سيگنال و حسگري با هم است. در سال هاي اخير توجه زيادي را به خود جلب كرده است، به ويژه در ساختارهاي بتن هوشمند شامل بزرگراه ها، پل ها، سدها و ساختمان ها. تعدادي از پژوهشگران از تكنولوژي حسگرهاي فيبر نوري (FOS) براي نظارت بر فرآيند توليد و ارزيابي سلامت ساختار تركيبات اليافي تقويت شده استفاده كرده اند. از آنجايي كه فيبرهاي نوري داراي اندازه كوچك و سبك وزن، ساختار با تارهاي منسوج و آماده مشمول يا حتي بافته شدن درون TSC ها هستند، مطمئن ترين وسيله براي تشكيل شبكه حسگري ذكر شده در بالا مي باشند.

اين فصل مروري بر انواع مختلف حسگرهاي فيبرنوري، مسائل عمده تركيبات منسوج هوشمند تجميع شده با حسگرهاي الياف براگ (Bragg) كه زوج دما و كرنش است، ابزار اندازه گيري كرنش چند محوري، مسائل مربوط به اعتماد پذيري و مؤثر بودن اندازه گيري و همچنين سيستم هاي مختلف اندازه گيري براي تركيبات منسوج هوشمند تجميع شده با حسگرهاي نوري فيبر.

2- فيبرهاي نوري و حسگرهاي نوري فيبر

به طور طبيعي، يك فيبرنوري شامل يك هسته است كه اطراف آن يك روكش كاري صورت گرفته كه شاخص شكست آن كمي كمتر از شاخص مربوط به هسته مي باشد. اين فيبر نوري در طول فرايند ترسيم با يك لايه محافظ پليمري، پوشيده شده است. درون هسته فيبر، اشعه هاي نور تابيده شده روي هسته- روكش با زواياي بزرگتر از زاويه بحراني به صورت كلاً داخلي منعكس شده و از داخل هسته و بدون شكست هدايت مي شوند. شيشه سيليكا متداول ترين ماده براي الياف نوري است، جايي كه روكش كاري به طور طبيعي با سيليكاي خالص گداخته صورت مي گيرد و هسته از سيليكاي داپ تشكيل شده كه حاوي چند مول ژرمانيم مي باشد. سايز ناخالصي ها مانند فسفر را نيز مي توان مورد استفاده قرار داد.