光纤智能结构应用到新型智能结构健康监控系统方案

因此下位机程序中采用两种中断方式来处理这两方面的工作：定时器中断和串行口中断。图2 为监控主机程序流程图(数据采集、处理、通信部分)。

图2 监控主机程序流程图

监控计算机的程序采用可视化程序设计语言VB6.0 和Matlab 语言混合编写。VB6.0 最有力的一面就是快速创建用户界面，把复杂而完善的Windows 操作系统的使用融于易于学习和作用的高级语言中，因而成为界面编程的首选开发工具之一。而在数据分析和运算处理方面，MATLAB 是国际认可(IEEE)的最优化的科技应用软件，其强大的科学计算功能与开放式可扩展环境以及多个面向不同领域而扩展的工具箱(Toolbox)支持，使得MATLAB在许多学科领域中成为计算机辅助设计与分析、算法研究和应用开发的基本工具和首选平台。因此光纤智能结构计算机监控软件在用VB6. 0 编写代码时，调用Matlab 的功能，通过建立VB6. 0 与Matlab 的ActiveX 的自动连接，实现计算机界面和数据分析处理的速度尽可能很好的结合。

3. 实验与分析

3.1 实验装置

实验采用新型特种光光纤智能结构(光纤正交网格状埋入法)进行损伤位置判定。

3.2 实验和数据分析

在航空飞行器常用复合材料板中，埋入网状交叉的特种光纤。对该复合材料板进行加载、卸载以及损伤、破坏等实验。当复合材料板未有任何变形与损伤时，8 路光纤输出信号曲线，当复合材料板第2 根光纤和第7 根光纤的交叉位置处受到一定外加载荷时，8 路光纤输出信号曲线。承载后，第2 路和第7 路光纤输出明显小于未有任何变形与损伤时的光纤输出，而其他6 路变化量较小。因此，可直观看出在第2 根光纤和第7 根光纤的交叉位置处受到载荷作用。同样，为复合材料板在第4 根光纤和第5 根光纤的交叉位置处受到一定外加载荷时的8 路光纤输出信号曲线图，原始状态光强曲线，可以发现第4 根光纤和第5 根光纤的输出光强明显减小，这说明了载荷的位置在第4 根光纤和第5 根光纤的交叉处，由系统数据分析的结果与实际实验条件吻合，因此，实验结果表明监控系统的数据处理与分析正确无误，能准确可靠地判别智能结构试件承载和损伤的位置。

4. 结语

本文提出并设计了一种基于光纤智能结构的新型健康监控系统，介绍了系统的组成，阐述了该系统的设计和工作原理，并对光纤智能结构样板进行了健康监控实验：在航空飞行器常用复合材料板中，以网状交叉方式埋入特种传感光纤，构成光纤智能结构试件，对该试件进行健康状况监测与控制实验研究，并作数据分析和损伤位置判定。实验结果表明，系统软硬件工作协调，数据处理与分析正确无误，能准确可靠地判别智能结构试件承载和损伤的位置，并进行相应的光源控制动作，为特殊光纤智能结构的进一步应用开拓了新途径。