机敏材料（Smart Material)与机敏结构(Smart Structure)是光纤传感器的典型应用,这种材料或结构正越来越多地应用于航空航天飞行器的在线、动态监测和机器人的神经网络系统,用于高层建筑,智能大厦、桥梁、高 速公路等灾害性在线和动态的检测、防护,报警等有关机人敏材料与结构的研究工作方兴未艾。
由于光纤传感器体积小、重量轻、纤细和柔软,因而易于布置,适宜于分布传感及遥测,既可以作为传感器又可以传输信号,并且在传感与传输两个环节都不受电磁干扰等的影响,因而在机敏材料或结构中得到了广泛的应用。将光纤传感器埋人复合材料中,用于探测复合材料内部应力、应变以及估计结构的损伤,已成为一种新型的无损检测技术。例如,将光纤传感器埋人钢筋混凝土材料与结构中,可以实时、在线监测混凝土结构内部应力状态的变化,使建筑物成为一种机敏建筑结构。
在诸如风力地震、交通运输、热应变等外部载荷的作用下,建筑结构对这些外部载荷会有不同程度的反应。对于诸如桥梁水坝、核电站等这类对于安全性、可靠性要求很高的混北土建筑结构,内部状态是十分重要的参数,需要采用实时、在线地无损监控手段,以便人们实时了解这些结构的安全状态、内部应力、应变变化, 裂缝的发生与发展。如果在混凝土构件内埋设光纤传感器,裂缝的扩展导致埋人光纤传感器外部机械特性的变化,从而使光纤传感器中光强输出发生剧烈变化,通过检测光强输出的变化就可以监测混凝土结构内应力的变化及裂缝的发生、发展,实时检测或预报大型建筑内层结构的状态。
