機敏材料（Smart Material)與機敏結構(Smart Structure)是光纖傳感器的典型應用,這種材料或結構正越來越多地應用于航空航天飛行器的在線、動態監測和機器人的神經網絡系統,用于高層建筑,智能大廈、橋梁、高 速公路等災害性在線和動態的檢測、防護,報警等有關機人敏材料與結構的研究工作方興未艾。
由于光纖傳感器體積小、重量輕、纖細和柔軟,因而易于布置,適宜于分布傳感及遙測,既可以作為傳感器又可以傳輸信號,并且在傳感與傳輸兩個環節都不受電磁干擾等的影響,因而在機敏材料或結構中得到了廣泛的應用。將光纖傳感器埋人復合材料中,用于探測復合材料內部應力、應變以及估計結構的損傷,已成為一種新型的無損檢測技術。例如,將光纖傳感器埋人鋼筋混凝土材料與結構中,可以實時、在線監測混凝土結構內部應力狀態的變化,使建筑物成為一種機敏建筑結構。
在諸如風力地震、交通運輸、熱應變等外部載荷的作用下,建筑結構對這些外部載荷會有不同程度的反應。對于諸如橋梁水壩、核電站等這類對于安全性、可靠性要求很高的混北土建筑結構,內部狀態是十分重要的參數,需要采用實時、在線地無損監控手段,以便人們實時了解這些結構的安全狀態、內部應力、應變變化, 裂縫的發生與發展。如果在混凝土構件內埋設光纖傳感器,裂縫的擴展導致埋人光纖傳感器外部機械特性的變化,從而使光纖傳感器中光強輸出發生劇烈變化,通過檢測光強輸出的變化就可以監測混凝土結構內應力的變化及裂縫的發生、發展,實時檢測或預報大型建筑內層結構的狀態。
