光纤Bragg光栅传感器在大坝安全监测中的应用及前景

在介绍光纤bragg光栅(fbg)传感原理的基础上,阐述了fbg在系杆拱桥索力长期监测工程上的应用,包括传感器的布设、安装工艺、索力测试等。经分析光纤光栅传感器在桥梁监测工程上具有极大的应用前景。

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光纤光栅传感器光纤光栅传感器

采用靶式结构作为光纤bragg光栅流量传感器的换能元件,其中两片光栅分别粘贴于等强度悬臂梁的上下两表面。采用双光栅粘贴方式对传感器进行温度补偿,有效的解决了应变与温度交叉敏感的问题,提高了测量灵敏度。实验表明该靶式光纤bragg光栅流量传感器的载荷响应灵敏度为33.6pm/kg,测量精度为0.5%。

　第25卷第3期　　　　　　　　　　　　　　应　用　激　光　　　　　　　　　　　　　　　vol.25,no.3 　2005年6月　　　　　　　　　　　　　　　　appliedlaser　　　　　　　　　　　　　　　june2005 f-p光纤传感器及光纤bragg光栅传感器 应用于光纤智能夹层的研究 3 芦吉云　梁大开　李东升　潘晓文 (南京航空航天大学航空科技智能材料与结构重点实验室,　南京210016) 　　提要　本文对嵌入f-p光纤传感器和bragg光栅光纤传感器的光纤智能夹层进行了研究,实现了对应变的测量。通过 对光纤智能夹层的理论分析和试验研究,分析了应变对传感系数的影响,研究了f-p光纤传感器检测的应变与所受的载荷 及bragg光栅传感器波长变化量与应变之间的关系。

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光纤光栅传感器除具有一般普通光纤传感器体积小、灵敏度高、带宽宽、抗电磁干扰能力强和耐腐蚀外,还具有易集成、本征自相干性好、波长编码、可实现实时测量和分布式测量等独特优点,近年已成为新型传感及国际智能结构领域中的研究热点.文章介绍了光纤bragg光栅传感器的基本原理,综述了其在国外船舶结构中的应用,分析了光纤bragg光栅传感器在信息化智能舰船中能起到的作用和在智能船舶结构中应用的关键技术.

针对锚杆检测问题,提出了采用光纤bragg光栅传感技术进行锚杆监测的新方案,详细介绍了光纤bragg光栅锚杆监测系统的工作原理及主要构成,进行了工程现场与常规技术的对比实验.结果表明:光纤bragg光栅传感器具有精度高、能测量绝对数值、抗干扰能力强、结构简单和长期稳定性好的优点,可以实现实时在线监测,具有极大的应用和发展前景.

本文概述了光纤bragg光栅传感器(fbg)的组成、原理、类型及特点,介绍了目前光纤bragg光栅传感器在国外桥梁工程中的研究及应用情况以及国内应用实例,并分析了现有应用的不足之处,指出了光纤bragg光栅传感器在桥梁结构健康监测应用中的发展方向。

随着中国地下工程的快速发展,深基坑安全监测及变形预测已成为岩土工程领域的重要课题之一,以太原火车站调蓄池项目为例,为了能够在基坑施工中进行实时监测预警,及时加强防护,将光纤光栅传感器用于基坑深层水平位移监测,截取2017年11月份上旬的监测数据,结果表明,该基坑深层水平位移变化值随着开挖深度的增加而增大,最大值为18.6mm,同时1号测点和3号测点变化值大致相同,而2号测点变化值相对较大.

详细阐述光纤光栅传感器的结构及布拉格光纤光栅传感器的工作原理。重点介绍结构健康监测系统构成、光纤光栅传感器系统的信号处理、安装等方面问题;展望光纤光栅传感器在结构健康监测领域中的前景。

在阐述光纤bragg光栅(fbg)传感技术的工作原理和优点的基础上,以昆明白泥井3#隧道为实例,提出fbg传感器在隧道内的铺设方案及温度补偿技术。经过对隧道断面的24h连续监测,讨论隧道内最大温差对bragg反射中心波长变化的影响,并对隧道每一监测断面上温度传感系统所取得的bragg波长值进行可靠性的估计,验证fbg监测系统的可靠性。对隧道进行8个月的定期监测,并对隧道断面的应变变化情况进行分析,分析结果表明:干湿季节交替是导致测点应变波动的重要因素,而雨季是致使测点应变变化增大的主要原因。目前隧道二次衬砌结构稳定;同时,研究结果表明,fbg可准确地测出隧道的应变分布,将其应用于隧道变形监测中是可行和有效的。

在介绍光纤bragg光栅(fbg)传感原理的基础上,阐述了fbg在水布垭工程锚杆上的应用,包括传感器的布设、安装工艺、张拉测试等。分析了光纤光栅传感器在锚杆、锚索等工程上的应用前景。

光纤光栅传感器是20世纪90年代光纤传感器领域最主要的发明,它是一种光纤无源器件,具有可靠性好,测量精密度高,抗电磁干扰强等特点。光纤光栅的发明,在光纤传感领域引起了革命性的变化,突显出它在信息领域的重要地位。本文着重介绍了光纤光栅的发展过程、光纤光栅传感器的原理、以及在传感方面的现状和运用,并分析光纤光栅传感器在实际工程应用中的一些瓶颈之处,且提出了相关的看法。

光纤光栅传感器是20世纪90年代光纤传感器领域最主要的发明,它是一种光纤无源器件,具有可靠性好,测量精密度高,抗电磁干扰强等特点。光纤光栅的发明,在光纤传感领域引起了革命性的变化,突显出它在信息领域的重要地位。本文着重介绍了光纤光栅的发展过程、光纤光栅传感器的原理、以及在传感方面的现状和运用,并分析光纤光栅传感器在实际工程应用中的一些瓶颈之处,且提出了相关的看法。

研究了光纤bragg光栅封装工艺,提出并实现了两种封装光纤bragg光栅传感器:工字型钢管封装光纤bragg光栅应变传感器及钢管封装光纤bragg温度传感器。研究了传感器的埋设工艺,采用金属丝固定法、钢管抽出法两种方法进行了埋设。将它们埋入到钢筋混凝土梁中,实现对混凝土的拉、压应变及温度的测量。结果显示,在试验梁弹性阶段,可以较为准确的监测混凝土应变。

通过对三种光纤bragg光栅传感器的实验研究，得出实验数据并进行分析，表明光纤光栅传感器用于油库状态参数监测是可行的。该文介绍了分布式监测技术领域的一种新型技术——光纤bragg光栅监测网络技术，指出了其相对传统技术所具有的独特优越性。最后，提出了一种基于光纤bragg光栅传感技术的油库监测网络。

当环境相对湿度发生变化时,湿敏材料的某些物理特性也会随之发生变化,将湿敏材料涂覆在光纤光栅上,光栅的波长变化能直观反映湿度的变化。基于此,文章设计了一种光纤bragg光栅的湿度传感器,首先分析了该传感器的传感原理,接着制作了湿敏材料的传感器,最后进行了实验测试,结果表明：文章所制作的光纤bragg光栅湿度传感器的稳定性较好。

光纤Bragg光栅传感原理及增敏技术

基于压电陶瓷的光纤光栅传感器的设计。主要方法是利用改变压电陶瓷的相关封装的新结构,再结合光纤光栅而制成的电压传感器。由实验结果得出:在0～160v的电压范围内,中心波长的变化与该传感器两端的电压的改变有很好的线性关系,线性拟合度可达0.99,线性调谐的波长范围约为1.6nm。

为了解决纺织工业中检测系统和传感器件可靠性低、寿命低和抗干扰能力差的问题,提出了一种新型的基于光纤光栅技术的测量纱线张力的传感器。分析了光纤bragg光栅应变传感器的基本原理并进行了相关实验。实验表明光纤bragg光栅应变传感器具有良好的线性和重复性,系统灵敏度可以达到0.01gf。

采用耦合波理论分析了光纤光栅对光的反射机理及其传感原理,提出了光纤光栅在温度测量和位移测量中的应用方案,给出了实验结果,展望了光纤光栅在光纤传感和光纤通信方面的应用前景.