在一个技术日新月异的繁华世界里，有很多事情是我们根本想不到的。光纤就是一个很好的例子，提供信息、娱乐、监控系统等等。来自英国和印度的研究人员对3D打印如何进一步提高光纤性能感兴趣，他们在“将用于土木工程应用的3D打印包装中的光纤传感器封装：初步研究”中概述了他们的发现。

该论文的发表使我们进一步了解了光纤技术的进展，以及在混凝土等材料中安装传感器的持续需求，由于其高碱度而构成挑战（用于严格的传感器安装）的材料。

商用光纤传感器

今天的传感器安装可能很复杂且成本过高（在某些情况下，一个传感器的成本可能高达300美元），使得业界对替代品敞开大门，并激励作者开发光纤传感器的包装，这种传感器不仅指数级更加实惠而且坚固可靠。他们进入这个研究项目寻求创建具有以下功能的包装：

•高质量

•可重复测量

•易于表面安装

•耐用性，可承受恶劣环境

在设计新产品之前，研究人员研究了光纤布拉格光栅（FBG）传感器的当前优势，这种传感器在土木工程师中非常受欢迎。他们发现，目前FBG的问题是它们非常微妙，其次，它们必须“封装”在包装中，不仅可以抵御严酷的环境，而且还可以大量使用。

研究人员使用SolidWorks对新传感器包进行3D设计，然后在Formlabs 1+ 3D打印机上进行3D打印。使这些设备更加独特和对工业应用具有吸引力的是，与传统材料相比，它们可以高度定制。

“由于封装的ersgs专门设计用于混凝土结构的表面安装和嵌入（无需螺栓连接），因此在本练习中，制造新的基于FBG的传感器封组件似乎是明智的，其尺寸和表面特性相似，便于进行比较。这表明了所用方法的多功能性。然而，在其他应用中，传感器封装可以设计成与使用esrgs的传感器封装完全不同，并且更轻、更紧凑或包含更多数量的传感器。”研究人员表示。

“在过去几年中，3D打印技术的使用取得了相当大的进步，硬件和软件变得更加经济实惠，这构成了所讨论的低成本传感器的基础。”

虽然基于FBG的封装传感器的灵敏度明显低于裸露传感器的灵敏度，但封装传感器的现场测试是积极的。作者发现这仍然令人鼓舞，因为这意味着他们的3D打印封装传感器可用于“除了最敏感的所需测量之外的所有测量”。

在这项工作中使用的试验台，用于评估所开发的封装传感器

然而，在他们的研究中，作者确实意识到，与使用树脂、聚醚醚酮（PEEK）或陶瓷等材料相比，它们更适合传感器包装，尽管3D打印（不符合标准的树脂）提供的经济性和易用性很难被击败。包装的宽度也有一点问题，让研究人员考虑如何减少厚度。最终，他们对他们的研究成果感到满意，尽管他们等待在更现实的土木工程应用中进一步测试他们的产品。

封装传感器：ERSG顶部、FBG底部

所使用的传感器已经与所选材料“有效地包装（封装）”，价格合理且有效，研究人员可以得出结论：“概念验证实验室测试证明了封装传感器在土木工程应用中应变测量的潜力。”

几十年前，3D打印是由工程师为工程师创建的。虽然无限数量和其他类型的用户可以从该技术中受益，但这是一个非常有用的工具，用于在土木工程等领域创建原型和功能设备，在这些领域中，许多新的结构应用正在发展，在住宅建筑中取得了令人兴奋的进步，不同类型的基础设施，如桥梁这样的结构，甚至是道路铺设。

传感器布局在钢粱上的细节