光纖光柵監(jiān)測(cè)儀器在長(zhǎng)隧洞遠(yuǎn)距離傳輸工程中的應(yīng)用

采用耦合波理論分析了光纖光柵對(duì)光的反射機(jī)理及其傳感原理,提出了光纖光柵在溫度測(cè)量和位移測(cè)量中的應(yīng)用方案,給出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果,展望了光纖光柵在光纖傳感和光纖通信方面的應(yīng)用前景.

第!"卷第!期武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)#信息與管理工程版$%&’!"(%’! !))*年!月+,-.(/0,12-345(1,.6/35,(76/(/8969(39(85(99.5(8:1;?))@a?bbc4!))*:)!a))?@a)b 收稿日期>!))da)ea)@’ 作者簡(jiǎn)介>肖純4?e@)a:f女f湖南婁底人f武漢理工大學(xué)自動(dòng)

隨著中國(guó)地下工程的快速發(fā)展,深基坑安全監(jiān)測(cè)及變形預(yù)測(cè)已成為巖土工程領(lǐng)域的重要課題之一,以太原火車(chē)站調(diào)蓄池項(xiàng)目為例,為了能夠在基坑施工中進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警,及時(shí)加強(qiáng)防護(hù),將光纖光柵傳感器用于基坑深層水平位移監(jiān)測(cè),截取2017年11月份上旬的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),結(jié)果表明,該基坑深層水平位移變化值隨著開(kāi)挖深度的增加而增大,最大值為18.6mm,同時(shí)1號(hào)測(cè)點(diǎn)和3號(hào)測(cè)點(diǎn)變化值大致相同,而2號(hào)測(cè)點(diǎn)變化值相對(duì)較大.

分析了光纖bragg光柵傳感器的基本原理,對(duì)目前光纖bragg光柵傳感器在橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用情況進(jìn)行了討論;探討了光纖bragg光柵傳感器在研究和應(yīng)用過(guò)程中存在的問(wèn)題并適當(dāng)提出了解決方案.

詳細(xì)闡述光纖光柵傳感器的結(jié)構(gòu)及布拉格光纖光柵傳感器的工作原理。重點(diǎn)介紹結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成、光纖光柵傳感器系統(tǒng)的信號(hào)處理、安裝等方面問(wèn)題;展望光纖光柵傳感器在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域中的前景。

光纖光柵傳感器光纖光柵傳感器

摘要 地下工程施工對(duì)周?chē)h(huán)境包括地面臨近建筑物、道路、和既有地 下工程的影響是地下空間開(kāi)開(kāi)發(fā)利用所面臨的關(guān)鍵問(wèn)題。為確保施工 安全，對(duì)地下工程的安全和穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、評(píng)估和預(yù)測(cè)以趨利避 害，已成為地下工程發(fā)展的迫切要求。地下工程監(jiān)測(cè)目前廣泛采用的 常規(guī)監(jiān)測(cè)技術(shù)和傳統(tǒng)電傳感器采集數(shù)據(jù)的方法不僅監(jiān)測(cè)范圍小、效率 低，且有限的測(cè)點(diǎn)難以反映目標(biāo)系統(tǒng)的整體情況；同時(shí)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù) 容易受到外界環(huán)境中各類(lèi)不利因素的影響，無(wú)法保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性 與長(zhǎng)期穩(wěn)定光纖bragg光柵(fbg)是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來(lái)的一種 新型全光纖無(wú)源器件利用其可制成多種傳感器，如溫度、應(yīng)變、應(yīng)力、 壓強(qiáng)等傳感器。近年來(lái)，fbg傳感技術(shù)以其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)逐漸應(yīng)用于結(jié) 構(gòu)、巖土等領(lǐng)域，但多為長(zhǎng)期健康監(jiān)測(cè)，其在施工過(guò)程的應(yīng)用罕見(jiàn)。 本文通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)分fbg傳感器的優(yōu)勢(shì),并通過(guò)實(shí)際隧道工程施工的 應(yīng)

傳感器在工程中的廣泛應(yīng)用,為工程的有效監(jiān)測(cè),提高工程的運(yùn)行管理水平,保證工程可靠高效運(yùn)行發(fā)揮了很大作用。目前光纖光柵傳感器的技術(shù)日臻成熟,可靠性高,抗干擾能力強(qiáng),傳輸方便,在工程中應(yīng)用越來(lái)越普遍,是測(cè)量及傳感技術(shù)的發(fā)展方向。本文介紹了光纖光柵傳感器技術(shù)的發(fā)展、光纖光柵傳感器的原理和特點(diǎn),分析了其在長(zhǎng)距離輸水工程中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì),并在大伙房水庫(kù)輸水應(yīng)急入連工程中成功應(yīng)用,效果良好。

光纖傳感、光纖光柵、光纖光柵傳感 光纖傳感技術(shù)由于光纖不僅可以作為光波的傳輸媒質(zhì)，而且光波在光纖 中的傳播時(shí)表征光波的特征參量（振幅、相位、偏振態(tài)、波長(zhǎng)等）因外界因素 （如溫度、壓力、磁場(chǎng)、電場(chǎng)、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(lái)探測(cè)各種待測(cè)量（物理量、化學(xué)量和生物量）， 這就是光纖傳感器的基本原理。光纖傳感技術(shù)的分類(lèi)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(lèi)。利用外界因素改變光纖中光的 特征參量，從而對(duì)外界因素進(jìn)行計(jì)量和數(shù)據(jù)傳輸?shù)模Q(chēng)為傳感型光纖傳感器， 它具有傳感合一的特點(diǎn)，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(cè)得的特征量，由光纖進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，它的特點(diǎn)是充分 利用現(xiàn)有的傳感器，便于推廣應(yīng)用。這兩類(lèi)光纖傳感器都可再分成光強(qiáng)調(diào)制、 相位調(diào)制、偏振態(tài)調(diào)制和波長(zhǎng)調(diào)制等幾種形式。光纖傳感器的特點(diǎn)1、

光纖光柵傳感技術(shù)是國(guó)際上近十年發(fā)展起來(lái)的新型傳感技術(shù),既用光纖感測(cè)信號(hào)又用光纖傳輸信號(hào),是以光纖為載體的傳感技術(shù)的最杰出代表。目前該技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟,并成功地應(yīng)用于多個(gè)相關(guān)行業(yè)。介紹了在光纖光柵技術(shù)平臺(tái)上研制出的傳感器的特點(diǎn)、工作原理及其在水利監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用,著重于光纖光柵傳感技術(shù)在水位遙測(cè)及大壩安全監(jiān)測(cè)上的應(yīng)用。

光纖傳輸器光纖延長(zhǎng)器高清hdmi/dvi信號(hào)10千米遠(yuǎn)距離傳輸應(yīng)用 近年來(lái)信息化建設(shè)迅猛發(fā)展，人們對(duì)于數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、圖像等多媒體通信的需求日益旺盛，這大大加快 了光纖通信的發(fā)展。由于傳統(tǒng)以太網(wǎng)在傳輸距離和覆蓋范圍方面已不再滿(mǎn)足需要，同時(shí)光纖通信具有傳輸 距離長(zhǎng)、信息容量大、保密性好等優(yōu)點(diǎn)，因此光纖通信對(duì)于信息化建設(shè)具有重要意義。 光纖通信的原理 光纖通信技術(shù)從光通信中脫穎而出,已成為現(xiàn)代通信的主要支柱之一,在現(xiàn)代電信網(wǎng)中起著舉足輕重的 作用。信息源把用戶(hù)信息轉(zhuǎn)換為原始電信號(hào)，這種信號(hào)稱(chēng)為基帶信號(hào)。電發(fā)射機(jī)把基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換為適合信 道傳輸?shù)男盘?hào)，這個(gè)轉(zhuǎn)換如果需要調(diào)制，則其輸出信號(hào)稱(chēng)為已調(diào)信號(hào)，然后把這個(gè)已調(diào)信號(hào)輸入光發(fā)射機(jī) 轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，光載波經(jīng)過(guò)光纖線(xiàn)路傳輸?shù)浇邮斩?，再由光接收機(jī)把光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，電接收機(jī)的功 能和電發(fā)射機(jī)的功能相反，它把接收的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為基帶信號(hào)，最后由信息

概述了光纖bragg光柵傳感器的基本原理及特點(diǎn)。介紹了目前光纖bragg光柵傳感器在國(guó)外、國(guó)內(nèi)橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)中的研究及應(yīng)用情況;探討了光纖bragg光柵傳感器在研究和應(yīng)用過(guò)程中存在的問(wèn)題及解決辦法;展望了光纖光柵傳感器技術(shù)在橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用前景。

簡(jiǎn)述了光纖光柵傳感器在道路工程中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì),根據(jù)光纖光柵的溫度和應(yīng)變感知特性,介紹了其工作原理,并結(jié)合實(shí)例,研究了光纖光柵傳感器的應(yīng)用發(fā)展歷程,指出光纖光柵傳感器具有非常廣闊的發(fā)展前景。

光纖光柵傳感器的應(yīng)用 一、光纖光柵傳感器的優(yōu)勢(shì) 與傳統(tǒng)的傳感器相比,光纖bragg光柵傳感器具有自己獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn): (1)傳感頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、外形可變,適合埋入大型結(jié)構(gòu)中, 可測(cè)量結(jié)構(gòu)內(nèi)部的應(yīng)力、應(yīng)變及結(jié)構(gòu)損傷等,穩(wěn)定性、重復(fù)性好; (2)與光纖之間存在天然的兼容性,易與光纖連接、低損耗、光譜特性 好、可靠性高; (3)具有非傳導(dǎo)性,對(duì)被測(cè)介質(zhì)影響小,又具有抗腐蝕、抗電磁干擾的特 點(diǎn),適合在惡劣環(huán)境中工作; (4)輕巧柔軟,可以在一根光纖中寫(xiě)入多個(gè)光柵,構(gòu)成傳感陣列,與波分 復(fù)用和時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)分布式傳感; (5)測(cè)量信息是波長(zhǎng)編碼的,所以,光纖光柵傳感器不受光源的光強(qiáng)波 動(dòng)、光纖連接及耦合損耗、以及光波偏振態(tài)的變化等因素的影響,有較強(qiáng)的抗 干擾能力; (6)高靈敏度、高分

光纖光柵剖析

本文通過(guò)對(duì)光纖結(jié)構(gòu)及原理的了解,解釋了光纖中光波傳播的主要特點(diǎn)。在了解了光纖光柵傳感器構(gòu)造及工作原理的同時(shí),以鋼板-混凝土結(jié)構(gòu)材料為實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?利用光纖光柵傳感器作為檢測(cè)儀器,通過(guò)在鋼板-混凝土材料構(gòu)成的橋面上布置不同數(shù)量和種類(lèi)的fbg,同時(shí)認(rèn)為施加不同載荷,觀察fbg的檢測(cè)結(jié)果和檢測(cè)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)證明,光纖光柵傳感器對(duì)于鋼板-混凝土組成的結(jié)構(gòu)進(jìn)行的無(wú)損檢測(cè),其安全系數(shù)和檢測(cè)效率較其他無(wú)損檢測(cè)技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

提出了一種基于級(jí)聯(lián)長(zhǎng)周期光纖光柵的光纖布拉格光柵解調(diào)系統(tǒng)。級(jí)聯(lián)長(zhǎng)周期光纖光柵作為邊沿濾波器,利用它的一個(gè)線(xiàn)性區(qū)監(jiān)測(cè)單個(gè)光纖布拉格光柵傳感信號(hào)。該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn),但易受光源抖動(dòng)及系統(tǒng)其他不穩(wěn)定因素等帶來(lái)的系統(tǒng)噪聲的影響。為消除系統(tǒng)噪聲帶來(lái)的不利影響,對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)。改進(jìn)系統(tǒng)利用級(jí)聯(lián)長(zhǎng)周期光纖光柵的兩個(gè)線(xiàn)性區(qū)同時(shí)監(jiān)測(cè)兩個(gè)光纖布拉格光柵傳感信號(hào)。分別用原系統(tǒng)及其改進(jìn)系統(tǒng)對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè),實(shí)驗(yàn)的溫度測(cè)量范圍為-70～-115°c。原系統(tǒng)的靈敏度為0.49mv/°c,溫度分辨率為0.5°c;改進(jìn)系統(tǒng)的靈敏度為0.86mv/°c,溫度分辨率為0.3°c。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明改進(jìn)系統(tǒng)能有效消除系統(tǒng)噪聲,提高系統(tǒng)的精度。

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

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

本文對(duì)目前國(guó)內(nèi)外光纖光柵傳感器在橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用做了簡(jiǎn)要概述。

鋁合金腐蝕是導(dǎo)致航空器性能下降的主要原因之一。鋁合金腐蝕初期以點(diǎn)蝕為主,體積幾乎不改變,結(jié)合鋁合金腐蝕的這一特點(diǎn),設(shè)計(jì)了基于光纖光柵的薄片型和應(yīng)力束縛型兩種腐蝕監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu),對(duì)鋁合金腐蝕進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。腐蝕發(fā)生前,對(duì)光纖光柵施加一定預(yù)應(yīng)力,隨著腐蝕的發(fā)生應(yīng)力被逐漸釋放,通過(guò)測(cè)量傳感波長(zhǎng)的漂移量就可以得到鋁合金的腐蝕情況。實(shí)驗(yàn)表明,基于光纖光柵的腐蝕監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)能夠真實(shí)的反應(yīng)鋁合金的腐蝕情況,并且光纖光柵本身具有體積小、抗電磁干擾、耐腐蝕的特點(diǎn),非常適合于航空器的鋁合金腐蝕監(jiān)測(cè)。

針對(duì)電類(lèi)傳感器難以滿(mǎn)足橋梁結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)要求的問(wèn)題,提出利用光纖光柵振動(dòng)傳感器對(duì)橋梁的振動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè),并通過(guò)理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)果論證了方案的可行性。光纖光柵傳感器在滿(mǎn)足頻率測(cè)量范圍、溫度適應(yīng)范圍等要求的同時(shí),兼具抗電磁干擾、外形結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、布設(shè)方便、長(zhǎng)期穩(wěn)定性好等優(yōu)勢(shì),具有良好的工程應(yīng)用前景。