WCA May/July 2020

3 结论 IWCS_Fiber 项目将发明一款使用伪随机码询问的光纤应变 仪。这款应变仪的设计必须符合课堂标准，以便将来的机械 工程系学生可以在仪器实验室中使用该仪器。通过咨询指导 教师，我们决定制作一个压力容器并向其施加应变力，以便 接入光纤应变仪对应变力进行测量。 实时应变结果将展示在学生面前，他们可以进行观察，并将 结果数据带回家做进一步分析。目前，在高级设计第一学期 末，所有材料皆已备齐并可供建造，代码也可用于相关性测 试。

4 鸣谢 感谢 Jim

Hartman 和 IWCS 对我们的赞助，也感谢他们向我 们提供了研究和设计光学应变仪的平台。此外，也特别感谢 Jerry Dhalberg 教授、 Garry Hodgins 教授和 Franklin Green 先 生在此过程中对我们的指导。 承蒙 IWCS Cable & Connectivity Symposium （美国北卡罗来 纳夏洛特）在 2019 年 9 月/ 10 月对我们的关照。

❍ ❍ 图 1 : 应变仪测试设备模型，带压力容器和介质转换器 (带 SFP+ 模块)

里完成，而我们在实验室里可以使用 NI 板。我们计划对 NI 板 连接和以太网端口连接进行测试，以确定哪个方案最适合 LabVIEW 通信。 LabVIEW 是我们的常用工具，因为它使用方 便，而且我们的指导教师 Franklin Green 对它十分了解，因此 即使我们遇到困难，他也能帮我们解决。 2.4 项目影响 我们的项目在工业背景下对公共福利有直接影响。将使用 伪随机码的光纤应变仪投入工业使用后，可以为承重结构 的安全监控提供可靠且节约成本的解决方案。光纤应变仪 能够测定某个结构在使用过程中是否安全、是否需要拆卸 或加固。 该技术可以使大众受益，可以将建筑或桥梁因高强度或周期 性应力和应变力而坍塌所造成的伤亡数降至最低。该技术可 以对应力和应变力进行监控，将事故防患于未然。 如上所述，该项目可用于保障大众安全，避免由建筑或桥梁 坍塌造成的人员伤亡。该系统可以应用于全球任何地方，因 此会在全球层面造成一定影响。身处美国，却能对中国的桥 梁建筑进行监控。我们的光纤应变仪可以不受限制地在全球 使用。 我们的项目对文化几乎不会产生任何影响。因为应变仪早就 存在，它们在建筑之上保证我们的安全，我们的文化思维在 这方面已经形成，人们在驶过桥面或身处高楼中时并不会有 所顾虑。我们当今所处的美国文化已经适应了这种信任工程 项目的生活方式。而光纤应变仪也可以用于世界的欠发达地 区，改变那里的文化，让人们相信工程师的工作成果，让他 们知道有的系统可以在发生坍塌前作出预警，从而降低受伤 风险。如上所述且出于同样的原因，欠发达国家最可能受到 一些社会影响。 据我们所知，我们的项目不会造成多大的环境影响。传统的 丝式应变仪和光纤应变仪都是用可回收材料制作的，而且它 们是一次性的，不能重复使用。对于哪种材料更环保，金属 还是玻璃，目前尚不清楚。因此，我们不认为该项目会对环 境造成很大的影响。 我们的项目很有可能会造成经济影响。如果使用得当，我们 的应变仪能够通过监控和定期维护提升结构的完整性。因 此，不论是将某个结构销毁、替换，还是直接加固，其相关 成本都将远远低于猝不及防的坍塌。坍塌会造成巨额的医疗 费、清理费、以及对邻近受损结构的修理费。此外，制作伪 随机码光纤应变仪的成本要远远低于制作同等产品——光纤 Bragg 光栅。我们认为该项目的经济影响是积极的，可以节约 成本而不是造成浪费。

University of North Carolina at Charlotte Engineering Senior Design Charlotte, North Carolina USA 电话 : +1 252 414 8420 电子邮件 : whodges3@uncc.edu

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Wire & Cable ASIA – May/July 2020