Use of a fiber optic distributed sensing system for nondestructive testing of aerospace structures

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Use of a fiber optic distributed sensing system for nondestructive testing of aerospace structures

Duncan, R.G. / Childers, B.A. / Gifford, D.K. / Pettit, D.E. / Hickson, A.W. / Duke, J.C. jun. / Brown, T.L.

Die Überwachung von Flugzeugbauteilen während des Betriebs auf mechanische Beanspruchung mit herkömmlichen Foliendehnungsmessstreifen findet ihre Grenzen in dem hohen schaltungstechnischen Aufwand und in ihrer meist stark begrenzten Auflösung. Zudem kommt es durch elektromagnetische Einflüsse zu Fehlmessungen. Es wird deshalb hier eine Faseroptik im Frequenzbereich der Reflektometrie vorgestellt. Dazu werden optische Fasern durch chemisches Ätzen mit einem Bragg-Gitter versehen. Mit solchen Sensoren wird für ein Bauteil eine Flugdauer von bis über 30 000 Stunden als Ermüdungsversuch simuliert. Die Ergebnisse, die mit zwei eingebetteten Fasern erzielt wurden, sind mit den Ergebnissen konventioneller Dehnungsmessstreifen verglichen worden. Jede Faser enthielt 220 Sensoren. Jedes Gitter des Sensors hatte eine Länge von 5 mm der Mittenabstand der Gitter untereinander lag bei 10 mm. Die Fasern sind mit frequenzmodulierten Wellenlängen beschickt und das in den Fasern reflektierte Licht wurde anschließend demoduliert und analysiert. Änderungen der reflektierten Wellenlängen ergeben sich durch thermische und mechanische Einflüsse. Die Modulation erfolgt zur Eliminierung der optischen Längendifferenzen von Messfaser zu einem Referenzreflektor. Aus der Fülle der aus den Sensoren angefallenen Messdaten konnte eine dreidimensionale Dehnungsanalyse im Bauteil erreicht werden. Zu den konventionellen Messstreifen ergab sich eine qualitative Übereinstimmung. Für quantitativ bessere Vergleiche sind weitere Untersuchungen notwendig. (Tietz, H.-D.)

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Dokumentinformationen

Titel :

Use of a fiber optic distributed sensing system for nondestructive testing of aerospace structures

Weitere Titelangaben:

Nutzung eines faseroptischen Sensorsystems zur zerstörungsfreien Prüfung von Bauteilen der Luftfahrt

Beteiligte:

Duncan, R.G. (Autor:in) / Childers, B.A. (Autor:in) / Gifford, D.K. (Autor:in) / Pettit, D.E. (Autor:in) / Hickson, A.W. (Autor:in) / Duke, J.C. jun. (Autor:in) / Brown, T.L. (Autor:in)

Erschienen in:

Materials Evaluation ; 61 , 7 ; 838-843

Erscheinungsdatum :

2003

Format / Umfang :

6 Seiten, 10 Bilder, 10 Quellen

ISSN :

0025-5327

Medientyp :

Aufsatz (Zeitschrift)

Format :

Sprache :