结构健康监测SHM研究结构行为的监测,检测、定位、鉴定、量化和防止各种类型的材料损坏。随着国家基础设施的老化和航空航天飞行器变得越来越复杂，结构健康监测SHM系统和算法必须越来越全面、强大和可靠。基于相干光频域反射仪OFDR的
光纤传感FOS系统,具有强大测量能力和独特的二维偏转传感算法,有望在现有结构健康监测SHM技术的基础上获得*大的技术进步。
基于相干光频域反射仪OFDR的光纤传感FOS系统采用光纤布拉格光栅FBG嵌入70微米直径的玻璃光纤中，采用连续分布的光纤布拉格光栅fbg与高性能的数字信号处理技术相结合。这些光纤可以以类似于人类神经系统的方式整合在被监测结构的内部或粘附在其表面。由于光纤重量轻、柔韧性hao、光纤布拉格光栅fbg密度高，可以采用无限多的传感器结构，实时监测包括应变在内的多种关键工程参数,包括应变,材料的变形。通常是通过在被监测物体上的离散点上施加箔应变计来检测的。箔式应变计提供了一维、奇异的变形图像,即使沿结构组件的长度使用几个箔式应变计,也存在对力的反应不完整不连续问题。相比之下，光纤光栅传感器的高密度为通过获得连续介质中材料的响应来实现应变传感开辟了一个全新的领域。结合独特的算法和高速数据采集和信号处理硬件，平面应变（沿材料长度方向的应变）可用于精确计算结构健康监测SHM中的平面外临界参数。
zui适合光纤传感FOS技术的SHM应用包含关键部件，因此了解平面内和平面外挠度和荷载对结构的有效运行和安全至关重要。光纤传感FOS的独特功能使其能够检测梁和壳的形状变形、柱的屈曲以及板、架、桥梁和翼型上的过度载荷。光纤传感系统也可用于监测船舶舱壁或船体上的振动载荷。光纤传感FOS可以检测和监测的一种常见变形类型是“油罐装”。油罐装发生在轻型金属制品中，这些金属制品具有宽阔的平坦区域，紧固点处的应力不均匀会导致变形。通常，装油罐不会影响结构完整性；但是，它可能是材料或紧固件故障的症状。实时SHM结构健康监测将确保在灾难性故障发生之前对结构进行监控和补救。
空间运载火箭是光纤传感FOS二维偏转传感的另一个典型应用。由于它的高度又长又薄，由轻质复合材料制成，运载火箭的高宽比使它成为形状传感的理想选择。光纤传感FOS系统不仅可以提供结构完整性的实时SHM结构健康监测，而且2D偏转传感对于飞行制导也很有价值，甚至可以在车体变形的情况下用于控制飞行器的轨迹。
困扰传统应变计测量的局限性，如形状奇特且复杂的结构，不会影响FOS光纤传感的形状和平面外载荷传感能力。该算法通过对经典光束理论的修正，将光纤光栅中的每一根光纤当作一个单独的光束进行分析。经典梁理论又称Euler-Bernoulli梁理论，是线弹性理论的简化,它提供了一种计算承载和挠度特性的方法。这些算法的强大之处在于交付给用户的结果的简单性和质量，而复杂的计算则由系统执行。长细柔性面、长小直径柔性杆等高长径比、高位移的构件是监测的zui佳构件。实验测试期间测量的准确度通常在1%到2%之间。也可以测量小位移的物体，如坚固、坚固、坚硬的复合材料，但由于剪切效应，精度稍低。FOS光纤传感形状测量的精度随应用而变化。例如，尽管位移水平很低，但美国国家航空航天局（NASA）在隔热板上进行的一项实验——坚硬的、几乎是圆形的部件——产生了可衡量的结果。
结构健康监测中的光纤传感系统的目标是以高度的置信度持续观察和可靠评估结构或其组件的完整性。FOS为传统的应变计监测提供了动态、嵌入式的替代品。FBG光纤传感器比传统的箔式应变计*耐用、*灵敏，并且可以多路复用，在结构上连续检测多个工程特性。FOS可编程用于监测应变、荷载、2D挠度、温度和各种其他工程参数，从而实现对结构健康状况的实时监测和易于维护的检查。它也可以作为一个安全传感器来识别和避免系统故障。
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