光纖光柵傳感器在橋梁工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測中應(yīng)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(yīng)用于路橋隧領(lǐng)域的研究及工程實例。文章著重闡述光纖光柵傳感器在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測中的應(yīng)用價值，并剖析光纖光柵傳感器在道路應(yīng)用方面存在的問題。

結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(簡稱shm)是指利用現(xiàn)場的無損傳感技術(shù),通過包括結(jié)構(gòu)響應(yīng)在內(nèi)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)特性分析,達到監(jiān)測結(jié)構(gòu)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(shè)工藝復(fù)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(zhì)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(fù)雜結(jié)構(gòu)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(yīng)用狀況,介紹了監(jiān)測系統(tǒng)的組成,傳感器的構(gòu)造和布置,并進行了實驗,實驗測試結(jié)果和有限元分析結(jié)果基本上一致。

依據(jù)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的基本概念,闡述了光纖光柵的構(gòu)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(wǎng)絡(luò)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(yīng)用。

本文通過對光纖結(jié)構(gòu)及原理的了解,解釋了光纖中光波傳播的主要特點。在了解了光纖光柵傳感器構(gòu)造及工作原理的同時,以鋼板-混凝土結(jié)構(gòu)材料為實驗?zāi)Ｐ?利用光纖光柵傳感器作為檢測儀器,通過在鋼板-混凝土材料構(gòu)成的橋面上布置不同數(shù)量和種類的fbg,同時認為施加不同載荷,觀察fbg的檢測結(jié)果和檢測數(shù)據(jù)。實驗證明,光纖光柵傳感器對于鋼板-混凝土組成的結(jié)構(gòu)進行的無損檢測,其安全系數(shù)和檢測效率較其他無損檢測技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢。

光纖光柵傳感器的應(yīng)用 一、光纖光柵傳感器的優(yōu)勢 與傳統(tǒng)的傳感器相比,光纖bragg光柵傳感器具有自己獨特的優(yōu)點: (1)傳感頭結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、外形可變,適合埋入大型結(jié)構(gòu)中, 可測量結(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,對被測介質(zhì)影響小,又具有抗腐蝕、抗電磁干擾的特 點,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入多個光柵,構(gòu)成傳感陣列,與波分 復(fù)用和時分復(fù)用系統(tǒng)相結(jié)合,實現(xiàn)分布式傳感; (5)測量信息是波長編碼的,所以,光纖光柵傳感器不受光源的光強波 動、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,有較強的抗 干擾能力; (6)高靈敏度、高分

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(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(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(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(yīng)用中的一些瓶頸之處,且提出了相關(guān)的看法。

隨著中國地下工程的快速發(fā)展,深基坑安全監(jiān)測及變形預(yù)測已成為巖土工程領(lǐng)域的重要課題之一,以太原火車站調(diào)蓄池項目為例,為了能夠在基坑施工中進行實時監(jiān)測預(yù)警,及時加強防護,將光纖光柵傳感器用于基坑深層水平位移監(jiān)測,截取2017年11月份上旬的監(jiān)測數(shù)據(jù),結(jié)果表明,該基坑深層水平位移變化值隨著開挖深度的增加而增大,最大值為18.6mm,同時1號測點和3號測點變化值大致相同,而2號測點變化值相對較大.

光纖光柵傳感器介紹

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

基于壓電陶瓷的光纖光柵傳感器的設(shè)計。主要方法是利用改變壓電陶瓷的相關(guān)封裝的新結(jié)構(gòu),再結(jié)合光纖光柵而制成的電壓傳感器。由實驗結(jié)果得出:在0～160v的電壓范圍內(nèi),中心波長的變化與該傳感器兩端的電壓的改變有很好的線性關(guān)系,線性擬合度可達0.99,線性調(diào)諧的波長范圍約為1.6nm。

概述了光纖光柵傳感器的基本原理及特點,重點闡述了在橋梁預(yù)應(yīng)力監(jiān)測中光纖光柵傳感器和電阻應(yīng)變片的對比實驗研究,實驗結(jié)果表明光纖光柵應(yīng)變傳感器相對于電測系統(tǒng)傳感器具有精度高,抗干擾能力強,長期穩(wěn)定性高等特點,能夠?qū)崿F(xiàn)對工程結(jié)構(gòu)的實時在線監(jiān)測。

針對電類傳感器難以滿足橋梁結(jié)構(gòu)長期監(jiān)測要求的問題,提出利用光纖光柵振動傳感器對橋梁的振動狀態(tài)進行監(jiān)測,并通過理論和實驗結(jié)果論證了方案的可行性。光纖光柵傳感器在滿足頻率測量范圍、溫度適應(yīng)范圍等要求的同時,兼具抗電磁干擾、外形結(jié)構(gòu)簡單、布設(shè)方便、長期穩(wěn)定性好等優(yōu)勢,具有良好的工程應(yīng)用前景。

第!"卷第!期武漢理工大學(xué)學(xué)報#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)@’ 作者簡介>肖純4?e@)a:f女f湖南婁底人f武漢理工大學(xué)自動

文中概述了光纖光柵傳感器的優(yōu)點及基本原理，簡要介紹了其在橋梁檢測中的應(yīng)用，為光纖光柵傳感器在實際工程中的進一步應(yīng)用提供參考。

傳感器作為感知各種結(jié)構(gòu)系統(tǒng)狀態(tài)變化、獲取結(jié)構(gòu)系統(tǒng)信息的重要工具之一,在生產(chǎn)自動化控制、科學(xué)技術(shù)測試、安全監(jiān)測、計量貿(mào)易等領(lǐng)域發(fā)揮著非常重要的作用。傳統(tǒng)力學(xué)測試、位移測試及溫度測試等傳感技術(shù)多采用電阻應(yīng)變方法來實現(xiàn),這種采用電信號測試的方法最大缺點在于易受干擾。進入21世紀(jì),隨著高科技的不斷發(fā)展,國內(nèi)外正在努力研究一種新的傳感技術(shù)-光纖光柵傳感技術(shù),這種傳感技術(shù)具有長期穩(wěn)定性好,干擾小,可測量結(jié)構(gòu)物內(nèi)部物理量等優(yōu)點。本文將從光纖光柵定義、光纖光柵傳感原理及光纖光柵傳感技術(shù)應(yīng)用等方面對這種這種新的傳感技術(shù)進行研究。

(完整版)光纖光柵傳感器的應(yīng)用

光纖光柵是一種新型的無源光子器件,可用來精確測量微應(yīng)變和溫度等多種物理量,在光傳感領(lǐng)域發(fā)揮著愈來愈重要的作用。

作為性能優(yōu)良的敏感元件,均勻光纖布拉格光柵、啁啾光纖布拉格光柵等多種傳感器已經(jīng)有了更多的應(yīng)用領(lǐng)域。通過光纖布拉格光柵內(nèi)部寫入、干涉法側(cè)面寫入、相位模版法寫入等制作技術(shù)的原理說明和對比評介,通過光纖光柵傳感器對所在環(huán)境的應(yīng)變、應(yīng)力、溫度變化和動態(tài)磁場的感應(yīng)原理分析,以及對光纖光柵傳感器在復(fù)合材料、電力系統(tǒng)、石油天然氣井和建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用工程的綜述,闡明了這一類傳感器件在單參數(shù)傳感測量,特別是多參數(shù)傳感測量中還有很大的發(fā)展空間,值得進一步研究。

【摘要】光纖光柵是現(xiàn)代光纖傳感中應(yīng)用最廣泛的器件與技術(shù)。自1978年加拿大渥太華研 究中心利用光纖的光敏效應(yīng)成功制成第一根光纖光柵以來，光纖光柵傳感器便因為體積小、 重量輕、檢測分辨率高、靈敏度高、測溫范圍寬、保密性好、抗電磁干擾能力強、抗腐蝕性 強等特點及其具有本征自相干能力強和能在一根光纖上利用復(fù)用技術(shù)實現(xiàn)多點復(fù)用、多參量 分布式區(qū)分測量的獨特優(yōu)勢而被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。本文先對光纖光柵傳感器的工作原理 及其分類進行論述，接著簡述光纖光柵傳感器的一些重要應(yīng)用，然后對光纖光柵傳感器的研 究方向進行簡單分析，最后是小結(jié)和展望。 【關(guān)鍵詞】傳感器；光纖光柵傳感器；光纖光柵傳感技術(shù) 一、光纖光柵傳感器的工作原理及其分類 光纖光柵是利用光致折射率改變效應(yīng)，使纖芯折射率沿軸向產(chǎn)生周期性變化，在纖芯內(nèi) 形成空間相位光柵。光纖光柵傳感器目前研究的主要有三種類型：一是利用光纖布喇

光纖光柵傳感器實時解調(diào)系統(tǒng)