光导纤维范文1
关键词：光导纤维；紫外分光光度计；六价铬；纺织品
纺织品种的纺织纤维是微量物证的一个重要组成部分，而如何快速、准确、高效的对纺织纤维中的有毒有害物质将能够对相似的纺织纤维进行同一认定。纺织品中有毒有害物质，主要有六价铬、铅、镉、铜等可萃取重金属、甲醛、PVC增塑剂、致癌致敏染料等物质[1]。六价铬是污染环境影响人类健康的主要重金属元素之一，由于其强氧化性和对皮肤的高渗透性，很容易被人体吸收，它可通过消化、呼吸道、皮肤及粘膜侵入人体。长期或短期接触或吸入时有致癌危险[2]。文章通过对六价铬的分析对纺织纤维进行检验分析。
由于六价铬的危害性大，其检测方法已被广泛关注，主要有原子发射光谱法[3]、原子吸收光谱法[4]、荧光法[5]、极谱法[6]、化学发光法[7]、质谱法[8]、直接光度法[9]和色谱法[10]等。中华人民共和国国家标准GB/T17593.3-2006规定了测定纺织品中六价铬的分光光度法，需要将处理好的溶液倒入比色皿后才能进行测定，如果比色皿清洗不干净易造成二次污染，影响检测结果。文章提出一种将光导纤维用于紫外分光光度计中测定纺织品中六价铬含量的新方法，并考察了萃取温度、萃取时间和显色时间都对六价溶出量的影响，建立了相关的动力学方程，为六价铬的测定提供了方法参考。
1 材料与方法
1.1 主要试剂
重铬酸钾储备液：准确称取2.829g在105℃干燥至恒重的重铬酸钾基准试剂溶解于三级蒸馏水中，然后稀释至1L，将此溶液转移至棕色瓶中储存于冰箱中备用；显色剂1，5-二苯碳酰二肼（分析纯）；丙酮、冰醋酸、L-组氨酸盐酸盐一水合物、氯化钠、磷酸二氢钠二水合物、氢氧化钠和磷酸，均为分析纯。
1.2 仪器与设备
用于六价铬测定的紫外可见分光光度计（包括光导纤维探头和1cm常规玻璃比色皿），为安捷伦公司生产，其型号为Cary-60。
1.3 实验方法与步骤
1.3.1 重铬酸钾标准溶液的配制
根据重铬酸钾储备液，分别配制多个已知浓度的重铬酸钾溶液，浓度范围1？滋g/L-100？滋g/L。
1.3.2 显色剂的配制
准确称取0.5g（精确到0.001g）的1，5-二苯碳酰二肼溶解于50mL丙酮中，滴加一滴冰醋酸，将此溶液转移至棕色瓶中储存于4℃冰箱中，有效期为2w。
1.3.3 酸性汗液的配制
称取L-组氨酸盐酸盐一水合物0.5g（精确到0.01g），氯化钠5.0g，磷酸二氢钠二水合物2.2g，加水定容至1L，用0.1mol/L氢氧化钠溶液调至pH值至5.5。
1.3.4 磷酸溶液的配制
将磷酸（H3PO4，ρ=1.69g/mL）与水等体积混合。
1.3.5 实验步骤
（1）标准溶液的测定
各取不同浓度的重铬酸钾标准溶液20mL，向其中分别加入1mL显色剂，1mL磷酸溶液，摇匀后静置，显色35min，测试其在540nm处的吸光度值。
（2）纺织品样品的测定
取纺织品样品，剪碎后混匀，称取4.0g试样（精确至0.01g），置于具塞三角瓶中。加入80mL酸性汗液，放入恒温水域振荡器中38℃震荡30min后取出，静置冷却至室温，过滤后作为样液供分析用。取20mL样液，向其中分别加入1mL显色剂，1mL磷酸溶液，摇匀后静置，显色35min，测试其在540nm处的吸光度值。每个实验重复3次，每个处理3个平行样。
2 结果与讨论
2.1 光导纤维的定义及其传光原理
不同的物质对相同波长光的折射角度是不同的（即不同的物质有不同的光折射率），相同的物质对不同波长光的折射角度也是不同。利用这个原理，将一些导光物质，如玻璃纤维、透明塑料等做成圆丝状光导线，即光导纤维，这种光导线里面的芯线与外层的材料的折射率不同，调整其折射率，让光线射入这个光导线时，让光线在光导线内部不停地全反射，直至让光线从光导线的这一端传到光导线的那一端，这样就可将光信息从一个地方传输到了另一地方[11]。
2.2 显色时间的选择
移取20mL质量浓度为100？滋g/L的标准溶液，加入1mL显色剂和1mL磷酸溶液，摇匀后立刻由光导纤维探头测定其吸光度值，采用实时监测的方法，测定90min内样液的吸光度，其结果如图1所示。
2.4 萃取时间的选择
选取合适的纺织品原料，加入50？滋g/L标准溶液后烘干，按照1.3.5.2的实验步骤，在震荡时间0～70min，每10min测定一次吸光度值，其结果见图3。由图3可知，0～30min范围内，随着萃取时间的增加，吸光度值也逐渐增加，萃取逐渐完全，30min后吸光度增加不明显，说明萃取已经完全。因此，选择30min为较佳的萃取时间。
2.5 工作曲线
分别移取不同浓度的铬（VI）溶液20mL，其中分别加入1mL显色剂，1mL磷酸溶液，摇匀后静置，显色35min，测试其在540nm处的吸光度值。以吸光度值对铬（VI）质量浓度作图，绘制标准曲线，如图4所示。由图4可知，铬（VI）的质量浓度在10～100？滋g/L范围内呈良好的线性关系，回归方程为A=8.5×10-4C，线性相关系数R=0.9992。
2.6 样品测试
分别取涤纶、棉布、化纤样品，剪碎后混匀，称取4.0g试样两份（精确至0.01g），置于具塞三角瓶中，一份当做空白，一份加入2？滋g/mL标准溶液2mL，按照1.3.5.2处理试样，测得空白试样和加标试样中铬（VI）的含量并计算加标回收率，结果见表1。涤纶、棉布和化纤三种纺织品中铬（VI）的加标回收率在88.6%～105.0%之间，相对标准偏差（RSD）为1.59%～2.68%。
3 结束语
利用光导纤维紫外分光光度法测定纺织品中的铬（VI），具有灵敏度高、操作简单、避免二次污染等优点，适用于纺织品中铬（VI）的测定。对其动力学的研究，确定了样品中提取铬（VI）的最优条件：最佳萃取温度38℃，最佳萃取时间30min，最佳显示时间35min。该方法的建立对纺织品中铬（VI）测定具有一定的指导意义。
参考文献
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光导纤维范文2
【关键词】PON网络;线路技术;保护方式
1.背景
我国宽带普及率与发达国家相比要低很多，并且带宽也不在同一水平之上，目前，发达国家的平均带宽已经达到18 MbpS的平均水平，但是我国还有将近一半用户在使用4MbpS以下的接入带宽。由于传统的铜缆介入方式不仅成本高，而且传输带宽难以突破10MbpS的极限，因此光缆接入就显示出巨大的优势，由于光缆接入方式不仅成本低，而且传输带宽大，同时传输损耗也是传统的铜缆不能比拟的，因此，随着PON技术的日渐成熟，其必将成为今后宽带用户的主流接入方式。
2.目前PON网络的组网状况
在目前的技术条件下，我国的PON网络的组网方式主要有两种：一是OLT窄带接入，一种是OLT宽带接入。其中窄带接入方式的主要功能是承载语言为主的业务，宽带接入方式主要承载宽带业务。
2.1 OLT窄带接入方式
目前，电信行业的OLT窄带接入方式主要有三种：
1）城域网承载方式
2）以光纤直驱的方式直接接入到软交换网络
3）以MSTP专用承载为基础，进行软交换网络接入
2.2 OLT宽带接入方式分析
目前以OLT技术为基础的宽带接入方式主要有两种，一是直接接入BRAS，另一种是利用城域网交换机间接接入BRAS。但是无论采用上述任何方式，接入是需满足的原则是不超出BRAS端口的要求，并直接与BRAS相连接。如果用户较多，其中的OLT设备汇聚是就选择4路CE上联城域网，反之，就选择2路上联城域网。
3.PON接入线路保护与维护的主要方式
对于接入线路的PON网络的保护一般可以从两方面入手，一是接入层网络保护，另一种是承载层网络保护。并且这两种保护的重点和部位又有不同的特点。具体来说，接入层的网络保护方式的保护重点主要是OLT至ONU段。而承载网保护方式的保护重点主要是OLT的上联电路进行保护，进而达到上联电路出现故障的情况下还能够使用户业务不受到较大的影响。
3.1 接入层网络保护
网络畅通是网络保护的第一目的，要达到这一目标，将PON接入线路保护纳入网络建设，并不断优化是必由之路和必然选择。PON接入线路保护主要有三种方式，分别是：骨干光纤冗余保护、OLT和PON接口骨干光纤冗余保护和全保护。
3.1.1 骨干光纤冗余保护
这种保护方式的的具体操作是在、OLT和PON接口进行内置光开关，同时采用2：N光分路器，线路检测以及倒换任务则由OLT完成，如图1所示。
图1 骨干光纤冗余保护示意图
3.1.2 OLT和PON接口骨干光纤冗余保护
这种方式的原理是对OLT和PON接口进行冗余配置，其余同上节所述，如图2所示。
图2 OLT和PON接口骨干光纤冗余保护示意图
3.1.3 全保护
这种保护方式仍然是在对OLT和PON接口进行冗余配置，但是主备用PON口均处于工作状态，ONU的PON端口内要设置光开关，线路检测和倒换均由ONU完成，如图3所示
图3 全保护示意图
3.2 PON网络传输层保护
在如今的无源光纤通迅中，面对传输层关键运用的是对通道启用主干网的方式来实施维修。在主干网类型下，各通道彼此达到数据的负荷匹配，当某条通道出现问题时，数据会自动负荷到其他的未出现问题的通道之上。所以，当通道出现问题时，不会出现服务的全中断，而只是减小了聚合捆绑通道的总速率。
3.3 各保护方法的对比和组网研究
从无源光纤通迅通道层的各维修办法能够知道，全维修办法是把全部的光线路终端到光节点的维修。此两项办法虽说能够特别周到地给无源光纤通道层通迅实施维修，但要使用很多光导纤维链接设备和无源光纤口设备来达到该目的，这就在大范围使用上造成投资问题，另一种方法大多是给特定光导纤维的维修。此类办法依靠的无源光纤环境和光路环境都非常小。但此种办法没有供给对光线路终端无源光纤口实施维修，光线路终端无源光纤口出现错误时将出现服务暂停;此刻它应当有使用的光线路终端链接光模块也不一样，跟现在的网络模块不能匹配，给维修造成困难。还有的办法就是关键对光线路终端至OBD端的通道和无源光纤口实施维修。
4.实际发挥场景无源光纤通道链接维保护征的探讨
在实际发挥场景中，首先要重视通迅设备的可靠性，其次要重视成本问题。无源光纤的一个重要特征之就是容量大、速率高，光线路终端的一个无源光纤接口能够安装几十到几百个光节点装置，光线路终端与感光设备相互传输问题作用范围大，光线路终端与一级感光装置之间调试维修是特别需要技术处理的，尤其是在。光纤与感光装置之间光导纤维链接长、光导纤维问题事故率多的时候。其它一种情况，无源光纤施工中，有时会用到大量的小体积的光节点装置，若调试为链接全维修，就会增加投入。假使仅重视光线路终端与感光装置之间的链接维修，就会使一些使用者的光节点和大体积光节点与感光装置移动路维修。
整体分析，在光线路终端与感光装置之间应当尽量有调试链接维修，而感光装置下面，应当设置运用性地调试链接维修。大体积光节点调试到感光装置之间的维修，一般光节点则不调试与感光装置之间的维修。还有，装置板件问题率不多。光纤无源光纤口作可靠性调整不如设置一些备用电路装置。在调试链接维修时无法统统利用主体光导纤维可靠性维修、光线路终端无源光纤口及主体光导纤维可靠性维修、全维修一种，必须要结合体主体光导纤维可靠性维修和全维修中的标准。在光纤与感光装置之间调试为主体光导纤维可靠性维修，依靠2：N感光装置，光线路终端的无源光纤口安装1只2光通断，光线路终端审查链接特征，重置由光线路终端处理。一般光节点不调试感光装置与光节点之间光导纤维可靠性维修;对部分通迅保障等级应当有较高的重要光节点和大容量光节点，调试感光装置与光节点之间光导纤维可靠性维修，光节点的无源光纤链接前安装1只2光通断，光节点审查链接特征，并确立主用链接。
参考文献
[1]赵强文.PON网络线路保护方式的探讨[J].科技传播，2014，
09：215-216.
光导纤维范文3
本文采用红外光谱建模法对竹原纤维、苎麻和亚麻的定性鉴别进行了研究。结果表明建立的红外光谱综合判别模型的准确度高，能够实现对三种纤维简单、准确的鉴别。
关键词：竹原纤维；苎麻；亚麻；近红外光谱；鉴别
竹原纤维作为一种可再生、可降解、廉价、资源丰富的纤维素纤维，因具有良好的理化性能，近年来受到了越来越多人的青睐[1-4]。然而，由于竹原纤维与苎麻、亚麻具有极其相似的形态结构或理化性质，竹原纤维与苎麻、亚麻的有效鉴别成为当前研究的难题，至今尚未有鉴别方法的统一标准[5-6]。当前，针对竹原纤维的鉴别，人们采用一些常规检测方法进行了探索研究，但在适用性和有效性上仍有欠缺[7-10]。本文广泛收集国内主要生产厂家生产的竹原纤维、苎麻和亚麻，应用近红外聚类分析方法，实现了对竹原纤维和苎麻、亚麻的鉴别。
1 试验
1.1 材料
试验材料见表1。
表1 分析材料
竹原纤维由四川班博竹业发展有限公司、福建正和竹纺有限公司提供，苎麻、亚麻由湖南省纤维检验局提供。
1.2 仪器
（SEM-EDS）MPA型多功能傅里叶变换近红外光谱仪（Bruker）。
2 结果与讨论
2.1 近红外光谱图分析与处理
三种纤维使用相同的漫反射条件采集的近红外光谱图见图1。
（a） 苎麻
（b）竹原纤维
（c）亚麻
图1 三种纤维的近红外光谱图
三种纤维近红外光谱的吸收峰峰形及峰强非常相似，无法进行纤维区分。因此，对近红外光谱经一阶导数+矢量归一化预处理后，采用Ward’s algorithm定义距离、基于系统聚类分析法（Hierarchical Cluster Analysis，HCA）[11]建立了三种纤维判别模型，并进行准确度验证。
系统聚类分析法就是采用分级聚类策略，先认为每个样本都自成一类，再规定类与类间的距离。开始时，因各样本均自成一类，其类间距离等价，选择距离最小的一对合并成一个新的类，依此每次减少一类，直至所有的样本都合成为一类为止。当两样本合成新类之后，则必须以确定的距离定义来表示样本与类或类与类之间的距离。不同的类与类之间距离的定义将会产生不同的系统聚类结果。本研究采用的Ward's algorithm法是一种最有效、最常用的距离定义方法，它采用不均匀的判断规则，从方差分析的观点出发，认为正确的分类应该使类内方差尽量小，而类间方差尽量大，从而得到较好的结果。
2.2 建立近红外光谱判别模型
根据光谱预处理后的各纤维建模集样品的近红外光谱全谱数据图，使用系统聚类分析方法，建立三种纤维的近红外光谱判别模型，如图2所示。根据判别模型可以明显区别三种纤维，从而实现纤维的鉴别。
图2 三种纤维的近红外光谱判别模型
（坐标值代表的是群体之间的距离值）
2.3 近红外光谱判别模型准确度验证
使用验证集样品的近红外光谱图对各判别模型进行准确度验证，在与建模样品相同的条件下，使用漫反射方法分别采集4种竹原纤维、苎麻和亚麻验证集样品的近红外光谱图，进行一阶导数+矢量归一化预处理后，对判别模型进行准确度验证。验证集样品的近红外光谱图（部分列举）见图3，近红外光谱判别模型验证结果（部分列举）见图4，综合判别模型验证结果如表2所示。
图3 验证集样品的近红外光谱图（部分列举）
由图4 和表2可知，聚类判别模型对三种纤维可以进行准确的鉴别。使用系统聚类分析法建模时，样品的代表性强和种类的齐全程度高将获得更高的准确程度。因此，红外光谱判别模型仍具有很大的拓展和优化空间。
3 结论
试验结果表明，以漫反射法进行样品采谱，经一阶导数+矢量归一化光谱预处理，采用Ward’s algorithm定义距离，基于系统聚类分析法分别建立的竹原纤维、苎麻和亚麻判别聚类模型，可以实现对三种纤维的鉴别，具有操作简单、检测速度快、准确性高、不损伤样品等特点。
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光导纤维范文4
关键词：结构安全监测光纤传感器混凝土应变压电传感器；
中图分类号：TN818文献标识码： A 文章编号：引言
通常情况下，土木工程作为基础设施对任何国家来说是都是一笔不小的开支，属于国家资产的一部分。并且，与其他商品相比，土木工程建筑寿命较长，一旦竣工，维修和重建代价甚高。另外，土木工程包括不同的建筑，建筑结构不同，建筑材料、设计方案和施工方式都会迥然不同。最重要的建筑结构包括桥梁、高层建筑、电力、核能和大坝。所有民用建筑都会随着时间老化和损坏，主要原因是材料的老化、持续使用、过载、过多暴露在有害环境、保护力度不够以及没有使用正确的检测方式。一旦受到内或外部侵害或二者同时作用，所有这些因素都会导致建筑材料和结构的老损并加重受损程度。
为保证建筑物的完整性和安全性，必须对建筑进行结构安全监测（SHM），通过自动化体系，对建筑物结构进行可持续的监和受损部位的检测。行之有效的结构安全监测系统可及时检测到各种受损部位并监测其压力和温度，从而优化建筑物维护效果，确保建筑物的安全，延长使用寿命。通常情况下典型的建筑安全监测系统包括三个主要组成成分：传感系统、数据处理系统（包括数据采集、传输和储存）和安全评估系统（包括诊断演算和信息管理）。要建立该系统，首先应使该系统具有一个稳定且可靠的结构传感系统。因此，本文主要讨论结构安全监视系统的第一个组成部分：由智能装置/传感器组成的传感系统。智能装置/传感器：如光纤传感器(FOS)、压电传感器、磁致伸缩传感器和自诊纤维增强结构复合材料，都具有非常重要的功能，可感应各种建筑结构安全方面的物理和化学参数。
光纤传感器（FOS），由于体积小，不会影响土木工程结构物本身的特点。通过使用多路复用或分布式传感技术，仅需一个光纤便可以对不同地区建筑的结构性能进行有效监测。并可避开电磁干扰的影响。光波适合在信号较弱的情况下进行长距离传输。压电和磁致传感器既可以作传感器，又可以作致动器，使结构安全监视成为一个积极的监测系统。此外，他们大小各异，便于存放，就算是放在较远的地方，也可对各种类型的结构进行积极监督。
过去几年人们对结构安全监测日益关注和重视，文本将重点评析智能装置/传感器在土木工程上的不同运用。本文涵盖光纤传感器，压电传感器、自我诊断纤维增强复合材料和磁致伸缩传感器的主要方面。
2.光纤传感器（FOS）
光纤传感器有诸多分类方式。第一种是按照待测参数经调制后得到的光特性（强度、波长、相位或极化等）进行的分类。第二种则是根据光发生调制的位置位于光纤内部还是外部（内部或外部）进行分类。光纤传感器还可根据传感范围分为点式（法布里-珀罗光纤传感器或长标距光纤传感器等），积分式（光纤布喇格光栅传感器）和分布式传感器（布里渊分布式光纤传感器）。本文主要讨论这种分类方法。光纤传感器一般都安装在现成结构表面，或嵌入新建土木结构中，包括桥梁、建筑物和大坝，显示应力（静态和动态）、温度、损害（分层、裂纹和腐蚀）和氯离子浓度等信息。获得的数据可被用来评估新建和修复结构，诊断损害部位和损害程度。本节主要探讨光纤传感器在监测土木工程结构的应力、位移和损害方面的应用。
2.1.监测应变和位移
实验研究已阐明光纤传感器被应用于土木工程结构后所表现的基本传感特性。在对混凝土横梁样本进行测试的实验中，与应力计输出信号相比，法布里-珀罗光纤传感器输出信号更加良好。与应力计相比，光纤传感器有更好的信噪比。对嵌入混凝土中的法布里-珀罗光纤传感器的性能进行评估。
图1：混凝土应变与各种传感器的对比
图1是压力高于混凝土抗压强度40%时，光纤传感器与丝式应变仪、电测应变仪和线性差动变压器测量结果对比图。由图可见，光纤传感器的测量压力、电测应变仪、线性差动变压器的测量压力具有高度一致性。在嵌入光纤传感器的混凝土平板上进行重复加载试验。频率为2 Hz-3 Hz，加载周期达四百万次。传感器在振幅为两千、加载周期为四百万的情况下仍可使用，且对动态加载反应良好。复合型波形传感器可以使光纤和混凝土的强度相互融合。如此一来，不仅应力大为减少，而且不用考虑理论校准因素。这个传感器还实现了对混凝土的持久粘连，并可在任何接触环境对伸缩装载给予相应的响应。
使用一种单模式光纤，又叫布里渊分布式光纤，对1.65m强化混凝横梁的压力进行测试。布里渊分布式光纤可同时测量温度和压力。结果显示，在5cm的可分解距离内，压力精确度达到± 5 με 。基于电缆中电磁波的电动时域反射计对两种分布传感器进行比较。将他们置于80%的横梁钢筋混凝土表面。试验结果表明，电缆传感器可以测量压力的局部巨大变化，而分布式光纤传感器可测量出长距离情况下压力的缓慢变化。电缆传感器在几秒甚至更短时间内就可测得应变分布，因而适用于动态信号监测。相比之下，光纤传感器完成测量任务需要数分钟的时间。安装了布里渊分布式光纤传感器以评估完全预应力下混凝土横梁的性能。同应变计的测量结果相比，光纤传感器更能很好地显示拉伸应变的测量结果。然而，光纤传感器对压缩应变的测量误差很大，这点在压缩应力很小的时候尤为明显。加拿大的卡尔加里贝丁顿的索道桥是世界上第一个引用光纤光栅传感系统，也是第一个在部分桥梁处使用碳纤维增强聚合物复合材料的构筑物。这座桥的部分钢筋在1993年经过预应力后，配上了光纤布拉格光栅传感器，总计18个。经过对预应力处理后的钢筋在混凝土收缩徐变、桥面恒载和桥梁后张等各种破坏力共同作用下的松弛状态进行评估，结果发现，钢筋预应力后的混凝土梁松弛度高于碳纤维复合材料的松弛度，并且在开放通行8个月后，这座桥的所有梁都存在着持续松弛的现象。另一动态测试表明，虽然这些传感器在6年后仍在工作，却没有监测到任何结构问题。首先，研究的重要价值在于该项目表明结合光传感技术、创新性电缆强化材料和结构工程所能带来的优势和益处。对纤维增强材料组成成分进行实时监测能够增强将这些材料用于混凝结构中的信心，因为目前就纤维增强材料来说，还没有设计标准出台。另一方面，光传感器可以嵌入纤维钢筋的表面，既保护了传感器及其线缆，又便于对这一类的土木工程结构进行控制和监测。
当前，世界上的很多桥梁都装有光纤传感器。法布里-珀罗光纤传感器用于加拿大魁北克若夫尔桥梁的修复工程。将这些传感器绑在由碳纤维复合材料制成的栏杆和钢梁上，以监测纤维复合塑料结构的性能、桥板和桥梁的应变。结果表明，大桥通行情况下，温度是影响应变的最重要因素。桥通行一年后，又进行了现场观测。使用3辆25吨校准卡车对纤维增强塑料加固处进行应力评估，结果发现纤维增强塑料加固处的应力小于20με,，钢梁应力小于120με。这就解释了加拿大联邦大桥嵌入光纤光栅传感器，但是并没有收到来自传感器的任何数据的原因。在泰勒大桥上，将63个光纤增强传感器、26个电测计加载在预应力处理后的碳纤维复合栏杆上，监测加固处在承受负荷时的最大应力。但是即使应变计密封良好，60%的电测计仍不能正常工作，原因是蒸汽养护后的混凝土梁桥湿度过大。当36吨重的卡车通过桥面时，纤维增强传感器记录的应力小于15με。
光纤光栅传感器被应用在瑞士两个桥梁上的实验情况：在温特图尔，将光纤光栅传感器捆置于碳纤维增强聚合物复合材料电线上来测量吊索的应变情况。截止1999年3月，光纤光栅传感器已经在2000με的应力下稳定工作了三年。另一个实验则是对一座行人天桥展开的。天桥的钢索是由碳纤维复合材料构成的预应力钢索，具体过程就是在碳纤维复合材料挤压过程中将光纤维嵌入到碳纤维混合材料中。大多数的光纤光栅传感器都可以承受170–190◦C的高温树脂固化处理和8000 με,的预应力处理，只有两个由于脱落失败。锚圈和索具在预应力处理过程中和其后的一年时间，都有令人满意的应力监测结果。
使用长标距电缆传感器得到桥梁整体变形和曲率的方法：将96根4m的长标距传感电缆嵌入维何斯瓦大桥的两端。根据提出的物理模式，当在桥面进行静态载重实验时，可测量总长度为一百米以上的桥的整体横向和纵向变形情况。并且测量结果非常吻合。
跨越佛蒙特州的沃特伯里的威努斯基河67米长的钢桁梁安装光纤光栅传感器，46个光纤光栅传感器被嵌入桥板，只有一个传感器损坏。并研制出了一种基于频域的多路复用传感器同时进行应力和振动的测量的工作。美国佛蒙特州威努斯基河的水力发电厂就是应用的这种光纤光栅传感器。对发电设备进行首次低功耗测试监测时，监测到了一个异常频率，这表明，传动系中的某个主要齿轮失圆了。
光纤光栅应用于中国，哈尔滨理工大学的桥梁监测工作的情况报告表明，光纤光栅传感器被装在10座以上的桥梁上以监测应变、应力和温度。例如，中国天津的永和大桥上就安装了40个光纤光栅应变传感器、10个光纤光栅温度传感器，以及96个光纤光栅电缆传感器用于对主梁的应变、预应力钢筋和钢索的应力的监测。同时一种结构安全检测系统用于监测第一座横跨中国长江的斜拉桥，并成功运行光栅光纤超载车辆识别系统和远程实时钢索应力监测系统。
准分布式光栅光纤传感器嵌入岩石锚栓以监控固定锚固长度内岩石的应变。为了提高德国埃德尔大坝的稳定性，对大坝进行了垂直锚固。这种准分布光栅光纤传感器的制作过程是沿著光纤每隔一段距离就插入纤维拼接，使每一段都可充当应变计。配有光纤光栅传感器的杆被放置在锚的中心。光纤光栅传感器的数据表明，10m固定锚索长度中只有2-2.5m可以起作用并且这个值随水位变化而变化。传感系统在锚力为4500 kN的环境中仍然有效。
光纤监测系统也可用于极端暴露条件下的土木结构。例如，码头大厅的光纤光栅安全监控系统。该系统位于浪花区和潮汐区，并受从冬天-35◦C到夏天+ 35◦C温度的影响。令人遗憾的是，光纤光栅传感器的实用性并不高。传感器嵌入后的一年，17个传感器中的10个已经无法运作。传感器失效的主要原因是连接器失效。制造缺陷、盐晶体或其他污物导致了粘接剂连接器无法继续粘合连接器外皮和光纤电缆。
一般土木建筑的应用：将光纤光栅传感器安装在一个五层65000平方英尺的混凝土结构上，主要用于施工阶段应力监测、混凝土养护以及内部裂缝传感。使用布里渊分布式光纤光栅传感器对一幢建筑进行温度分布监测。将1400米的光导纤维安装在建筑物的表面。其表面的温度变化一天之内通常维持在4◦C。
图2：试件底部光纤的“交错”布置
2.2 缺陷检测
光纤传感器用于土木工程的结构安全监测涉及对诸如裂缝、腐蚀和剥离等缺陷的检测。裂缝检测的依据是光传输的损失和以光纤传感器为基础的超声波。腐蚀、酸碱值和氯化物含量的检测则主要借助调色法实现。
使用光纤监控混凝土的裂纹尖端的形状。其操作方法依据的原理是当纤维发生断裂，混凝土中会出现裂缝并且裂缝程度会扩大，最终会影响光学纤维。然而,这个方法的适用范围是有限的,因为裂缝区域纤维的聚合物涂层必须在混入混凝土中之前被移去，如果不能提前获悉裂纹的位置则很难做到。
监测混凝土梁弯曲裂缝的方法：将光学纤维“交错”置于混凝土梁底部(参见图2)。当建筑结构中出现裂缝，除了90度以外，其他角度的交叉光学纤维都出现了弯曲。对混凝土标本的初步实验结果显示，该方法能检测到裂缝宽度小于0.1mm的裂缝。最近,此方法被用来监视静态加载下的多重弯曲裂缝、循环荷载下的裂缝和混凝土梁中应力作用下的收缩裂缝。然而,这种方法并不适用于检测平行于建筑物表面的裂缝。还有一种基于光纤传感器的技术，可以用来监测平行于建筑物表面的剥离情况。这个方法将单频激光干涉仪置于物体表面，对被测试梁进行移动负载实验。干涉仪的输出代表了光学相移，且沿嵌入纤维和综合应力成正比，当加载位置移动时，便可测得位移的曲线与负载的位置。实验发现，位移与剥离位置和剥离程度密切相关。
光纤传感器也可以被当作超声波/声学传感器来检测裂缝。利用分布式光纤传感定位系统监测混凝土梁中的缺陷的方法，通过压电陶瓷传感器生成压力波。光纤传感器被置于梁的表面以监测超声信号回声。初步实验研究表明，基于共振法，发现梁中有两处模拟缺陷。
光纤传感声学传感器可以监听到混凝土结构裂缝中发射出的声音信号。实验表明，光纤光栅传感器已经能够接收到超声波。
总的来说，这一领域的主要研究成果都是源于初步实验。提出的方法要求预先了解裂纹的位置。超声波方法不受裂纹方向的影响。以往的研究表明了超声波能够检测混凝土结构中的剥离、空隙及裂纹现象。
关于腐蚀检测，报告表明使用光纤传感器的钢筋腐蚀检测技术是以颜色调制为基础。当纤维极度接近（
光纤氯化物感应器用铬酸银粉末固定在光纤末端。在氯化物把红褐色的铬酸银转变成白色的氯化物的情况下适合使用这种感应器。颜色的变化增强了扩散在纤维中的光的强度。试验结果显示了氯化物浓度与光输出斜率及时间曲线图成比例。然而这种传感器的缺点在于其并不是一种双向传感器，因此很难检测不断增加或减少的氯化物浓度。
分布式湿度和酸碱度检测方法使用了表面贴装了凝胶聚合物涂层和光纤的电缆。由于凝胶吸附水在水介质中膨胀，所以需要调制光纤维的损失。系统是在模拟实验中测试的，目的是为了检验灌入后张混凝土结构钢管道中的水泥浆的范围。试验可以确定出无水的空心区域。这种类型的传感器通过选择恰当的凝胶系统作为响应酸碱度变化的指示剂，能检测出水泥浆酸碱度降低的区域。酸碱度的降低可能会造成钢的腐蚀。光线传感器系统用于测量混凝土中的酸碱度，这里的混凝土是指含有固定在高亲水聚合物基质上的酸碱指示剂染料。酸碱度的变化由染料/聚合物系统的颜色变化来表示。即使在酸碱度12-13的腐蚀介质中，这种传感器系统也表现出了稳定性。
2.3 光纤传感器总结
与局部的准分布式（或多路复接）及分布式传感器一样，光纤传感器在实验室及实地测试中都有传感能力。光纤传感器在土木工程结构中的各种应用，如检测应力、位移、震动、裂缝、腐蚀和氯离子浓度等都已得到开发。尤其是对桥梁、水电站项目及一些民用建筑的实地测试都证明了它的有效性。光纤传感器可以在恶劣的自然环境中使用，有着较大的传感范围及较低的传感损耗，并且具备抗电磁干扰功能，所以在土木工程结构的结构安全监测方面很有优势。但是，因为土木工程结构中所用的光纤传感器的研究都是比较近期的，最早的报告始于1989年，所以在现场实验条件下是否会因老化影响长期感应能力有待进一步研究。光纤传感器在一些结构中比较脆弱，而且一旦嵌入到混凝土中，若有损坏就会难以修复。使用光纤传感器检测缺陷及损坏的现场试验还未经过充分的研究和记录。
3. 压电传感器
根据电气到机械的改革，压电材料展示了其同步传动装置/传感器的性能。压电材料有很多不同种类，包括压电陶瓷、压电聚合物和压电复合材料。最近，作为一个基于测量电抗阻和弹性波的主动传感技术，压电传感器被引入到土木工程结构的结构安全监测中。
3.1电抗阻的结构安全监测方法
当工程结构上的压电陶瓷片由一个固定不变的交变电场驱动时，压电陶瓷片与其连接的结构中会产生微小的变形。由于激振频率很高，所以只在非常接近传感器的局部区域出现结构的动态响应。局部区域对机械振动的响应以电气响应的形式转回压电陶瓷片。因此，可以通过测量压电陶瓷感应器的电抗阻来直接检测结构损伤。
通过使用压电陶瓷片在钢筋混凝土（RC）桥样品上进行以抗阻为基础的安全监测及损伤检测。在桥的关键位置上装有11个压电陶瓷片。在装入过程中扫描陶瓷片，以获得不同阶段的阻抗数据。结果显示表面贴装的压电陶瓷片对其附近混凝土中裂纹的形成很敏感，但对那些离远一点的混凝土中裂纹的形成则不敏感。对装有压电陶瓷片传感器的混凝土梁（1000mm×100mm×500mm）执行两套实验测试。电导纳抗实数部分的均方根差（RMSD）随着样件表面或内部损伤面积的增加而增加。一项新方法用于识别测定的导纳特征中的等效结构参数（硬度、质量和阻尼器），经识别的参数用于描述损伤特性。这个方法被用于检测桁架、横梁和混凝土块中的损伤。传统的均方根差相只暗示了很少一部分损伤基质的性质情况，这个方法可更深入地了解损伤机制。测量压电陶瓷片的等效电路参数，如静态柔量、静态电阻、动态电感、动态电阻与动态柔量等，以监测混凝土结构的应力和温度。
3.2弹性波的结构安全监测方法
初步研究，在钢筋上粘有压电陶瓷片的情况下，监测加强筋与混凝土之间的脱粘现象。在执行器上使用了峰值为200V的5峰脉冲超声波，并记录分析了振幅和第一峰值的到达时间。发现接收信号的振幅以线性比例的方式增长至使钢筋从混凝土上脱粘为止。当钢筋是弹性的时，到达时间保持不变，而当钢筋断裂时，到达时间增长。同时使用了压电及超声波分析（PZFlex）软件模拟传感器的反应，以此作为钢筋混凝土结构中的参数，如裂纹宽度、脱粘尺寸及不同钢筋的位置。数值模拟表现出钢筋混凝土结构中的裂纹不会影响传感器的输出。当结构中同时存在脱粘损伤和裂纹时，脱粘损伤控制着输出信号。
通过将压电传感器粘到混凝土砌块表面的方法，可以研究无损检测的可行性。通过在检测样品表面放置不同质量的物品来模拟结构损伤。实验结果表明模拟损伤的尺寸和位置与其转移函数的振幅变化及自然频率的变化密切相关。这些信号中的异常现象是可重复的，而且损伤导致的异象会有明显的性质差异。
损伤主动质询（ADI）技术：以监测修复混凝土与碳纤维复合材料（CFRP）之间的分层现象。如图3所示，将压电陶瓷传感器连在碳纤维复合材料薄片上。横梁尺寸为100×150×900mm,上面设10×25×100mm的凹口用于开始及加快分层过程。这个损伤主动质询系统通过传感器的宽带激发主动质询结构。传感器信号可转化成数字资料，则转移函数、累加平均δ和执行器/传感器的损伤指数就可以计算出来了。图4显示了损伤指数与负载的关系。当负载增加时，区域1中的损伤指数明显增加了，而区域2和区域3中的损伤指数开始分别增至160kN和200kN。从而检测了分层过程。且损伤的定位误差只有0.67%。
图3：粘在混凝土梁上的碳纤维材料上压电陶瓷片的位置
图4：随外加负载的增加，区域1、2、3损伤指数的变化
可根据连续波分析基础上不同的中心频率弹性波能量来计算损伤指数，损伤指数可以准确表示出钢筋混凝土梁中裂纹的产生和扩展。相比基于阻抗的方法，基于弹性波的方法可以检测更大面积的区域。此外，基于弹性波的方法还可利用波传播的更多信息来确定损伤，如转移函数的振幅和相位、频率的变化、振幅和到达时间。这种方法和基于电阻抗的方法都是主动传感方法，但大部分结构安全监测技术都是以依赖被动传感器测量值的被动传感诊断法为基础，从而确定结构条件或环境中的变化。然而，还需要进一步研究以验证其可行性，从而通过结合其他技术，如无线通信、检测损伤位置与严重性算法等来检测混凝土构件和结构中的不同缺陷。
4. 自诊纤维增强复合物
水泥或复合物基质中的自诊（或自监测）纤维增强复合材料包含导电相，如碳纤维和导电粉等。这些复合材料能够监测其自身的张力、损伤及温度。研究表示碳纤维增强水泥可通过其电阻的变化来传感张力和损伤。电阻在从高应力幅直至失效的过程中大大增加了。碳纤维复合材料与碳纤维增强水泥有类似的特性。将具有张力的碳纤维增强水泥的电阻变化分成三个阶段：可逆传感阶段、平衡阶段（电阻在这个阶段几乎不发生变化）及快速增长阶段，这三个阶段与加载过程中碳纤维增强水泥中裂纹扩展的不同阶段相对应。
迄今为止，只有一些小规模的实验室研究了碳纤维增强水泥和碳纤维复合材料。将碳纤维增强水泥涂层应用到受弯水泥浆梁的受拉和受压侧面上。在循环加载和卸载条件下，每个循环的受压面上的涂层电阻出现可逆性降低，而在除第一循环的其他循环的受拉面上的电阻出现可逆性增长。由此可以看出，碳纤维增强水泥张力传感涂层可用于水泥结构的安全监测中。碳纤维增强水泥-加强钢筋混凝土梁的极限载荷与硬度略大于原始状态钢筋水混凝土梁的极限载荷与硬度。通过对电阻变化的测量，有较厚碳纤维增强水泥层的钢筋混凝土梁对应力损伤和疲劳损伤的敏感度更高。还将含有短碳纤维的碳纤维复合材料涂层应用到砂浆试块上，以此测量出张力。研究发现，超过了这些极限值，就会导致涂层内损伤。因此，可以很明显看出，碳纤维复合材料涂层不能满足实际应用的需要，不能够在现实生活中监测水泥结构的性能。
碳纤维玻璃纤维增强型复合材料（CFGFRP）被设计用作一种极限伸长值较小的导电碳纤维与极限伸长值较大的中空玻璃纤维的混合物。在拉伸加载过程中，电阻会出现显著的变化，这表明碳丝束失效。于是，因载荷受剩余的高伸长率玻璃纤维的维持， CFGFRP不会突然断裂。因此CFGFRP有可能具有自诊功能，而不会出现突发的失效。可预先报警构件的灾难性故障，并通过使用具有不同极限伸长值的碳纤维来监测高张力值。CFGFRP已被用于安全系统，放置在具有发现和阻止盗窃功能的安全墙上。
使用自诊纤维增强复合物为传感器的结构安全监测技术是一项简单的技术。这类智能材料的最明显的优势之一是它们既可以作为结构材料又可作为传感材料。碳纤维复合材料与玻璃纤维增强塑料可被用作水泥的加固元素。与素混凝土相比，含有少量短纤维的碳纤维增强水泥具有较高的硬度和抗张强度以及较少的干燥收缩。实验研究表明了这些纤维能够监测自身的张力、损伤及温度。与碳纤维玻璃纤维增强型复合材料（CFGFRP）相比，散布在玻璃纤维增强型塑料中的碳粉（CPGFRP）和混合碳纤维复合材料（HCFRP）有更好的敏感度。但是，迄今为止还未开发出这种材料在土木工程结构的结构安全监测方面的现场应用。此外，还需要提高自诊纤维增强复合物的传感重复性。有很多因素影响着自诊纤维增强复合物的重复性，包括：（1）导电材料在矩阵中的分布状态；（2）因温度、湿度和横向效应造成的电阻变化；（3）因循环加载过程中传感材料与界面损伤造成的电阻不可逆增长；（4）电阻测量方法与材料的准备。
5. 磁致伸缩传感器
铁磁材料的特性为，当将其放在磁场中时，它们就会出现机械变形，这个现象称为磁致伸缩效应。当材料出现机械变形时，材料的磁感应强度发生变化，这种倒转现象称为倒转的磁致伸缩效应。根据这些现象，发明了一种磁致伸缩传感器（MsS）,这种传感器可不直接接触材料表面就能产生及检测受验铁磁材料的导波。
用磁致伸缩传感器（MsS）可检测钢管混凝土结构的内部空隙与夹杂物。这表明极致伸缩传感器可以产生传播于钢管内的不同导波模式，并且这些导波对管内的缺陷很敏感。接收波振幅随着缺陷与夹杂物的增多而降低。为克服磁致伸缩传感器（MsS）的主要缺点，即只传送相对较低的超声波能量，研发了一个结合了压电陶瓷和磁致伸缩传感器的混合方法。这种方法对钢筋水泥界面的检测很有效。根据逆向磁致伸缩效应测量了钢丝绳的应力。磁致伸缩传感器（MsS）的精度小于3%，但温度的干扰会影响精确度。温度的两个极端值即10℃和50℃之间的差为6%。使用离散小波变换从磁致伸缩传感器检测出的信号中提取了对损伤敏感的特征，从而构成一个多维的损伤指数向量。然后将损伤指数向量提供给人工神经网络，以便对多股线的缺口尺寸及缺口位置进行自动分类。
6. 结束语
智能材料/传感器在土木工程结构的结构安全监测方面蕴藏着巨大潜力。其中一些当前已经实际应用，而其他的还在实验室中进行评估。光纤传感器是土木工程的结构安全监测应用的多功能传感器。光纤传感器在土木工程结构中的不同应用，如应力、位移、震动、裂纹、腐蚀和氯离子浓度的检测作用都已被开发出来。光纤传感器可以在恶劣的自然条件下正常工作，具有较大的传感范围，较低的传输损耗，抗电磁干扰和分布式传感的功能。但是，在现场实验条件下的光纤传感器是否会因老化影响长期传感能力还未完全确定，需进一步研究。而且光纤传感器在一些结构中比较脆弱，一旦嵌入到混凝土中，若有损坏就会难以修复。
基于电阻抗和弹性波方法，压电传感器可被用作土木工程结构的结构安全监测中一项主动传感技术。抗阻方法取决于自感知执行器概念，也是一种定性方法。以弹性波为基础的方法可以检测出更大面积的损伤，而且这种方法还可以利用波传播引起的附加信息来确定损伤。
自诊纤维加强复合物也可作为传感器，并且为土木工程结构的结构安全监测提供了一种非常简单的技术。这类智能材料的最明显的优势之一是它们既可以作为结构材料又可以作为传感材料。
磁致伸缩传感器（MsS）仅仅通过改变线圈或磁铁形状就可以产生不同的导波模式。这种传感器可以不使用任何的耦合剂就能工作。导波因其能够进行远距离检测，所以有着很大的监测潜力。但是，磁致伸缩传感器只适用于铁磁材料，只能传送低信噪比的较低超声波能量。
结构安全监测系统必须具有监测损伤的位置及严重程度的综合能力。但是，迄今为止许多在土木工程的结构安全监测中使用的智能传感器/智能材料的应用研究都涉及智能传感器的传感能力。换言之，用传感器的数据就可以直接监测出结构中的一些损伤。而另一些损伤只能通过特殊的诊断方法间接检测出来。重要的土木工程结构通常是比较大型的建筑。所以，要装备很多传感器来检测结构的安全状况。实际土木工程的结构安全监测很大程度上取决于诊断算法。因此，土木工程的真正的结构安全监测系统是集智能传感器/智能材料、数据传输和高级诊断方法为一体的。
参考文献
[1] K. P. Chong, 《土木结构的安全监测》，智能材料和结构杂志，第9卷，编号11，页码892–898， 1999。.
[2] F. K. Chang, 《结构安全监测：第一次结构安全监测国际研讨会总结报告》，第二次结构安全监测研讨会会议纪要， F. K. Chang编制，页码3–11，达亚顾问出版公司，兰开斯特，英国，1997.7.
[3] B. Culshaw an和 J. Dakin, Eds.，《光纤传感器的应用、分析与未来趋势》，第4卷，阿泰奇出版社，伦敦，英国，1996。
光导纤维范文5
1、光纤的全称是光导纤维，它主要是一种由玻璃或塑料制成的纤维，可作为光传导工具，传输原理是光的全反射；
2、光纤的一端的发射装置使用发光二极管或一束激光将光脉冲传送至光纤，光纤的另一端的接收装置使用光敏元件检测脉冲；
3、光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息的通信方式，由于激光具有高方向性、高相干性、高单色性等显著优点，光纤通信中的光波主要是激光，所以又叫做激光、光纤通信；
4、光纤通信的原理是在发送端首先要把传送的信息变成电信号，然后调制到激光器发出的激光束上，使光的强度随电信号的幅度变化而变化，并通过光纤发送出去，在接收端检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息；
（来源：文章屋网 ）
光导纤维范文6
主要介绍了木棉纤维的结构特征以及物理性能和化学性质,并且阐述了木棉纤维的应用领域。
关键词:木棉纤维;结构特征;物理性能;化学性质
1前言
木棉纤维是锦葵目木棉科内几种栽培种植物果荚内附着的纤维,属单细胞纤维,与棉纤维相同[1]。但棉纤维是种子纤维,由种子的表皮细胞生长而成,纤维附着于种子上。木棉纤维是果实纤维,附着于木棉蒴果壳内壁,由内壁细胞发育、生长而成。木棉纤维在蒴果壳体内壁的附着力小,分离容易。目前应用的木棉纤维主要指木棉属的木棉种、长果木棉种和吉贝属的吉贝种这三种植物果实内的棉毛。
木棉纤维具有独特的薄壁大中空结构和质轻拒水吸油的优良特性[2]。但一直以来,木棉纤维因其长度较短、强度低、抱合力差和缺乏弹性,难以单独纺纱,导致其在纺织方面的应用具有很大的局限性。但是木棉纤维在光泽、吸湿性和保暖性方面具有独特优势,在崇尚绿色环保材料的今天有良好的应用前景。
2木棉纤维的基本性能
2.1物理性能
木棉纤维有白、黄和黄棕色三种,纤维长约8mm～32mm,直径约20µm～45µm。纵向外观呈圆柱形,表面光滑,不显转曲;中段较粗,根端钝圆,梢端较细,两端封闭。纤维截面为圆形或椭圆形的大中空管壁,中空度高达80%～90%,截面细胞未破裂时呈气囊结构,破裂后纤维呈扁带状。木棉纤维的纵向外观和横截面结构分别如图1和图2所示。
木棉纤维独特的纤维结构也决定了它不同于其他自然纤维的基本性能。木棉纤维的基本物理性能见表1。
木棉纤维的中空度较高,细胞壁薄,因而相对密度小,浮力好。纤维在水中可承受相当于自身20～36倍的负荷而不致下沉[3]。由于其长度较短、强度低、抱合力差,难以单独纺纱,这是过去一直没有很好地应用木棉纤维的一大原因。木棉纤维的相对扭转刚度为71.5×10-4 eN・em2・tex-2,比玻璃纤维的还大,这会引起加捻效率降低。木棉纤维的回潮率可达10.73%,和丝光棉的10.6%相当。木棉纤维的平均折射率为1.71761比棉的1.59614略高,这就导致木棉纤维光泽明亮,光滑的圆截面更增加了光泽度。
2.2木棉纤维的化学性能
木棉纤维含有约占64%左右的纤维素,约占13%的木质素,此外还含有8.6%的水分,1.4%～3.5%的灰分,4.7%～9.7%的水溶性物质和2.3%～2.5%的木聚糖以及0.8%的蜡质。
木棉纤维具有良好的化学性能,耐酸性好,常温下稀酸对其没有影响,并且木棉纤维耐碱性能良好,常温下NaOH对木棉没有影响[4]。将木棉纤维置于不同的溶剂中,在不同的溶解条件下观察其化学溶解情况,结果见表2。
木棉纤维可用直接染料染色,但由于木棉纤维含有大量木质素和半纤维素,它们和纤维素互相纠缠及分子间力作用导致了纤维素纤维部分羟基被阻止,并且互相纠缠导致了染料分子不能顺利进入,使得其上染率仅为63%。
3木棉纤维的应用
3.1中高档服装、家纺面料
木棉纤维可纺性能差,一般难以纯纺。采用与棉、粘胶或其他纤维素纤维混纺,可织制光泽和手感良好的服装面料。如日本大和纺织公司2003年投放市场的木棉和棉混纺织物,木棉含量30%～50%,混纺纱有73tex、58.3tex和29tex三种。
目前,上海攀铭企业发展有限公司利用自己的专利技术纺制18.2tex～27.8tex的木棉混纺纱线,木棉纤维含量可达70%,可以使木棉纤维广泛应用到针织内衣、绒衣、绒线衫、床上用品和袜类等领域。金考拉服饰有限公司就已经成功地开发出了木棉保暖内衣。
3.2中高档被褥、枕芯、靠垫等的填充料
木棉纤维还有一些优异的特点,即不吸潮,不易缠结,防虫、卫生,非常适宜于褥垫和枕芯,在潮湿气候下或潮湿地区,这些特点非常重要,是良好的填充材料。
利用其薄壁大中空结构形成的大量静止空气,可获得良好的保暖效果。但压缩弹性较差,在反复持久压缩下,蓬松性能会明显降低,这就导致了木棉纤维没能在这些领域广泛应用。但是,2004年东华大学已经开发出“持久柔软保暖的木棉絮片的制造技术”,利用该技术制造的木棉絮片的强度、压缩弹性、保暖性能的持久性都可与目前的七孔、九孔涤纶絮片媲美,且在柔软度、吸湿透湿性和绿色环保性能方面具有涤纶絮片无法比拟的优势。
3.3救生用品的浮力材料
新制木棉集合体浮囊具有良好的浮力保持性,即使包装材料略有破损,在水中浸泡30d,其浮力仅下降10%,且干燥后木棉集合体将恢复其浮力。1946年,美国海岸警卫队对木棉、玻璃纤维、cattail、milkweeds 等天然纤维集合体进行了浮力试验,得出木棉是其中最佳的浮力材料;1982年,又对木棉和PVC、PE等泡沫塑料填充的救生衣进行了实际试穿试验,证明泡沫塑料救生衣在穿用中由于老化导致破损,而木棉救生衣则不存在此问题,具有独特的优势[5]。
3.4隔热和吸声材料
由于木棉纤维聚焓量大、导热率低、吸音效率高,目前在工业上已用作隔热隔音材料,如房屋的隔热层和吸声层填料。1998年,德国Dresden技术大学开发了木棉-毛复合隔热保暖建筑用材料,试验证明比单独的毛纤维隔热材料有更好的吸热性和热滞留性[6]。
4结束语
木棉纤维由于独特的薄壁中空结构,在光泽、手感、吸湿性、保暖性方面具有独特优势,是优良的隔热、隔音、保暖和浮力材料。木棉纤维不含农药、化肥等化学残留物,是一种环保纤维。部分木棉品种呈淡黄、浅豆沙等颜色,不需要进行任何化学加工就可做成漂亮舒适的纺织品,这和天然彩棉有异曲同工之处。由于纺纱技术的原因,木棉纤维在纺织工业中不太为人熟知,长时期地用作填充材料。但随着纺纱工艺的发展,木棉纤维正逐渐被用在服装面料上。在追求生态环保、崇尚自然的今天,木棉纤维将会有更加广阔的应用前景。
参考文献:
[1] 中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志(第四十九卷第二分册)[M].北京:科学出版社,1984.
[2] 李秉让.木棉.大百科全书纺织卷[M].北京:大百科全书出版社,1984.
[3]肖红,于伟东,施楣梧.木棉纤维的特征与应用前景[J].东华大学学报,2005,31(2):122-124.
[4] 王卫华.涤/木棉无纺产品定量化学分析方法的研究[J].现代商检科技,1998,8(6):2830.
[5] 肖红.救生衣浮力及新型浮力材料的研究[D].北京:北京服装学院,2003.
