光纖光柵傳感技術在翻車機結構健康監(jiān)測系統(tǒng)應用

詳細闡述光纖光柵傳感器的結構及布拉格光纖光柵傳感器的工作原理。重點介紹結構健康監(jiān)測系統(tǒng)構成、光纖光柵傳感器系統(tǒng)的信號處理、安裝等方面問題;展望光纖光柵傳感器在結構健康監(jiān)測領域中的前景。

光纖光柵傳感健康監(jiān)測技術及其工程應用項目源自遼寧省科學技術基金（20032120）、遼寧省科學技術重點基金（20042149）以及國家自然科學基金（50408031）。承擔單位為大連理工大學，項目負責人為李宏男教授。本成果于2006年獲得遼寧省科學技術進步一等獎。光纖光柵可以埋入大型土木結構并對其內部的應變等參數(shù)進行實時的高分辨率和大范圍監(jiān)測，是未來智能結構的集成光學神經，也是目前結構健康監(jiān)測首選的傳感器。本項目圍繞埋入式光纖光柵傳感器的應變傳遞機制、在非軸向力作用下光纖光柵傳感器的應變傳遞率、

光纖光柵傳感技術是國際上近十年發(fā)展起來的新型傳感技術,既用光纖感測信號又用光纖傳輸信號,是以光纖為載體的傳感技術的最杰出代表。目前該技術已經相對成熟,并成功地應用于多個相關行業(yè)。介紹了在光纖光柵技術平臺上研制出的傳感器的特點、工作原理及其在水利監(jiān)測中的應用,著重于光纖光柵傳感技術在水位遙測及大壩安全監(jiān)測上的應用。

隨著科學技術的發(fā)展,傳感技術也是得到質的飛躍,光纖光柵傳感技術與傳統(tǒng)傳感技術相比有著很多優(yōu)勢,因此在很多行業(yè)中得到了應用。文章就對光纖光柵傳感技術做一個簡單地分析,同時介紹了其在一些領域的具體應用。

結構健康監(jiān)測(簡稱shm)是指利用現(xiàn)場的無損傳感技術,通過包括結構響應在內的結構系統(tǒng)特性分析,達到監(jiān)測結構損傷或退化的目的。傳統(tǒng)傳感器下的健康監(jiān)測系統(tǒng)普遍存在著穩(wěn)定性與耐久性差、抗干擾性(包括電磁、噪音、光強)差、布設工藝復雜、成活率低等缺點,也是土木工程界迫切需要解決的難題。本文將光纖光柵傳感器引入健康監(jiān)測系統(tǒng)的傳感系統(tǒng),為解決這一難題指明了新的思路,并在實踐中得到有效驗證。

光纖光柵傳感器具有體積小、質量輕、靈敏度高、耐腐蝕、抗電磁干擾、傳輸頻帶較寬和容易進行分布式測量等諸多傳統(tǒng)傳感器所不具備的優(yōu)點,更適用于大型復雜結構的現(xiàn)場的長期健康監(jiān)測。文章研究了光纖光柵傳感器在大型鋼吊車梁健康監(jiān)測中的應用狀況,介紹了監(jiān)測系統(tǒng)的組成,傳感器的構造和布置,并進行了實驗,實驗測試結果和有限元分析結果基本上一致。

依據(jù)結構健康監(jiān)測的基本概念,闡述了光纖光柵的構造和傳感原理,列舉了采用光纖光柵封裝傳感器的三種工藝,介紹光纖光柵傳感網絡系統(tǒng)原理以及光纖光柵傳感器發(fā)展歷程和在健康監(jiān)測中的應用。

文章介紹了光纖布拉格光柵傳感器的原理和發(fā)展，列舉分析其目前應用于路橋隧領域的研究及工程實例。文章著重闡述光纖光柵傳感器在結構健康監(jiān)測中的應用價值，并剖析光纖光柵傳感器在道路應用方面存在的問題。

本文對目前國內外光纖光柵傳感器在橋梁結構健康監(jiān)測中的應用做了簡要概述。

光纖傳感技術在隧道健康監(jiān)測中的施工——瑤嶺隧道左線b段全長790m，隧道主要穿越強分化一微分化泥巖，其中強風化泥巖灰青色，層狀構造．節(jié)理裂隙發(fā)育，巖芯呈碎塊狀，巖體呈碎裂狀松散結構。微風化泥巖灰青色，層狀構造，巖體呈中厚層結構。地下水主要為基巖裂...

采用光纖光柵及無線智能傳感技術的橋梁結構健康監(jiān)測系統(tǒng)研究取得重要進展

理論依據(jù)瑤嶺隧道左線b段全長790m,隧道主要穿越強分化-微分化泥巖,其中強風化泥巖灰青色,層狀構造,節(jié)理裂隙發(fā)育,巖芯呈碎塊狀,巖體呈碎裂狀松散結構。微風化泥巖灰青色,層狀構造,巖體呈中厚層結構。地下水主要為基巖裂隙水,雨季可沿節(jié)理滲入隧道出現(xiàn)潮濕或滴水現(xiàn)象。洞口段為溝谷斜坡地貌,坡積土埋深3～4m,洞身最大埋深達123m。

光纖傳感、光纖光柵、光纖光柵傳感 光纖傳感技術由于光纖不僅可以作為光波的傳輸媒質，而且光波在光纖 中的傳播時表征光波的特征參量（振幅、相位、偏振態(tài)、波長等）因外界因素 （如溫度、壓力、磁場、電場、位移等）的作用而間接或直接地發(fā)生變化，從 而可將光纖用作傳感器元件來探測各種待測量（物理量、化學量和生物量）， 這就是光纖傳感器的基本原理。光纖傳感技術的分類光纖傳感器可以分為傳 感型（本征型）和傳光型（非本征型）兩大類。利用外界因素改變光纖中光的 特征參量，從而對外界因素進行計量和數(shù)據(jù)傳輸?shù)模Q為傳感型光纖傳感器， 它具有傳感合一的特點，信息的獲取和傳輸都在光纖之中。傳光型光纖傳感器 是指利用其它敏感元件測得的特征量，由光纖進行數(shù)據(jù)傳輸，它的特點是充分 利用現(xiàn)有的傳感器，便于推廣應用。這兩類光纖傳感器都可再分成光強調制、 相位調制、偏振態(tài)調制和波長調制等幾種形式。光纖傳感器的特點1、

分析研究了光纖光柵傳感與測試技術在大型土木工程結構監(jiān)測中的應用;通過在加固后重載吊車梁圓弧端頭的應力測試,對光柵傳感器在結構測試中的布設、連接和監(jiān)測等進行了測試與研究,測試結果表明:該測試技術的測試數(shù)據(jù)穩(wěn)定、可靠,與理論計算結果吻合較好,是進行結構安全健康監(jiān)測的有效手段.

光纖光柵傳感技術具有傳統(tǒng)傳感器無可比擬的優(yōu)勢,重大工程結構的健康診斷與監(jiān)測是跨學科的前沿研究領域。介紹了光纖光柵傳感技術用于重大工程結構的原理、國內外研究以及在重大工程中應用的概況,闡述了基于光纖光柵傳感技術和應變模態(tài)理論的損傷自診斷智能結構系統(tǒng)的基本構成、原理,并指出近期應當加強光纖光柵傳感技術的結構診斷、動態(tài)解調、工業(yè)化批量生產及其埋設等方面研究工作。

光纖光柵是一種新型的光無源器件，它的出現(xiàn)使光纖由被動的傳輸介質轉化為主動的光子器件，并以其獨特的優(yōu)勢在光纖傳感技術領域得到了廣泛應用。

光纖光柵是一種新型的光無源器件,它的出現(xiàn)使光纖由被動的傳輸介質轉化為主動的光子器件,并以其獨特的優(yōu)勢在光纖傳感技術領域得到了廣泛應用。

隨著我國城市化水平的不斷提高,城市交通狀況越來越緊張,而城市軌道交通的建設與發(fā)展具有運量大、快速安全以及環(huán)保等特點,在緩解城市交通壓力,改善城市空氣環(huán)境質量十分有利。為了確保軌道交通車輛安全運行,對車輛運行信號進行準確監(jiān)測極其重要,并且因為城市軌道交通的運營編組較小、密度較高、運行時間間隔也比較短等特點使軌道交通的信號監(jiān)測需求比鐵路更大。而光纖光柵傳感技術的精度與靈敏度都比較高,并且可以有效防止電磁干擾,提高信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性與可靠性。因此,對光纖光柵傳感技術的應用原理進行分析,探討光纖光柵傳感技術在軌道交通車輛中的有效應用,對提高軌道交通車輛運行監(jiān)測水平有重要意義。

采用耦合波理論分析了光纖光柵對光的反射機理及其傳感原理,提出了光纖光柵在溫度測量和位移測量中的應用方案,給出了實驗結果,展望了光纖光柵在光纖傳感和光纖通信方面的應用前景.

光纖光柵傳感技術作為工程結構監(jiān)測的一種全新方法,因其具有較高的性價比而備受青睞;以橋梁靜載試驗為例,詳細介紹了光纖光柵傳感原理和布設工藝;根據(jù)靜載試驗得出的應力應變數(shù)據(jù)對橋梁健康狀況加以分析表明:光纖光柵傳感技術性能穩(wěn)定、數(shù)據(jù)能較好反映出實橋在荷載作用下的健康狀況。

文章對3種光纖傳感技術(b-otdr/b-otda,dts,fbg)用于架空輸電線路狀態(tài)監(jiān)測進行了比較。dts由于檢測方法所限只能檢測溫度。雖然b-otda可以同時檢測溫度和應力,但由于光纖壽命、oppc/opgw制造技術以及價格昂貴等因素影響,不適合用于架空輸電線路應力監(jiān)測。光纖光柵傳感技術具有價格適宜、精度高、速度快、測試距離長、可制成各種傳感器等優(yōu)點,適合用于架空輸電線路的溫度及應力等狀態(tài)監(jiān)測。

光纖光柵傳感器是20世紀90年代光纖傳感器領域最主要的發(fā)明,它是一種光纖無源器件,具有可靠性好,測量精密度高,抗電磁干擾強等特點。光纖光柵的發(fā)明,在光纖傳感領域引起了革命性的變化,突顯出它在信息領域的重要地位。本文著重介紹了光纖光柵的發(fā)展過程、光纖光柵傳感器的原理、以及在傳感方面的現(xiàn)狀和運用,并分析光纖光柵傳感器在實際工程應用中的一些瓶頸之處,且提出了相關的看法。