光纖光柵傳感器在大型鋼吊車梁健康監(jiān)測(cè)中應(yīng)用

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。

依據(jù)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)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(cè)中的應(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(shí)例。文章著重闡述光纖光柵傳感器在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用價(jià)值，并剖析光纖光柵傳感器在道路應(yīng)用方面存在的問(wèn)題。

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)。

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。

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.

光纖光柵傳感器介紹

基于壓電陶瓷的光纖光柵傳感器的設(shè)計(jì)。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(shí)驗(yàn)結(jié)果得出:在0～160v的電壓范圍內(nèi),中心波長(zhǎng)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(dá)0.99,線性調(diào)諧的波長(zhǎng)范圍約為1.6nm。

結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)(簡(jiǎn)稱shm)是指利用現(xiàn)場(chǎng)的無(wú)損傳感技術(shù),通過(guò)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(dá)到監(jiān)測(cè)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(cè)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(qiáng))差、布設(shè)工藝復(fù)雜、成活率低等缺點(diǎn),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(cè)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(shí)踐中得到有效驗(yàn)證。

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(dòng)化控制、科學(xué)技術(shù)測(cè)試、安全監(jiān)測(cè)、計(jì)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(cè)試、位移測(cè)試及溫度測(cè)試等傳感技術(shù)多采用電阻應(yīng)變方法來(lái)實(shí)現(xiàn),這種采用電信號(hào)測(cè)試的方法最大缺點(diǎn)在于易受干擾。進(jìn)入21世紀(jì),隨著高科技的不斷發(fā)展,國(guó)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(zhǎng)期穩(wěn)定性好,干擾小,可測(cè)量結(jié)構(gòu)物內(nèi)部物理量等優(yōu)點(diǎn)。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(duì)這種這種新的傳感技術(shù)進(jìn)行研究。

光纖光柵傳感器的研究與應(yīng)用 0引言近年來(lái)。隨著光纖通信技術(shù)向著超高速、大容量通信系統(tǒng)的方向 發(fā)展，以及逐步向全光網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)．在光通信迅猛發(fā)展的帶動(dòng)下，光纖光柵已 成為發(fā)展最為迅速的光纖無(wú)光源器件之一。光纖在紫外光強(qiáng)激光照射下，利用 光纖纖芯的光敏感特性．光纖的折射率將隨光強(qiáng)的空間分布發(fā)生相應(yīng)的變化。 這樣，在光纖軸向上就會(huì)形成周期性的折射率波動(dòng)，即為光纖光柵。由于光纖 光柵具有高靈敏度、低損耗、易制作、性能穩(wěn)定可靠、易與系統(tǒng)及其它光纖器 件連接等優(yōu)點(diǎn)，因而在光通信、光纖傳感等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。為此。本文 從光纖布拉格光柵、長(zhǎng)周期光纖光柵等光纖光柵的原理出發(fā)，綜述了光纖布拉 格光柵對(duì)溫度、應(yīng)變同時(shí)測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用。1光纖傳感器的工作原理1．1光 纖光柵傳感器的結(jié)構(gòu)光纖布拉格光柵fbg于1978年發(fā)明問(wèn)世。它利用硅光 纖的紫外光敏性寫(xiě)入光纖芯內(nèi)，從而在光纖上形成周期性的光

變電所是電力系統(tǒng)的樞紐,它擔(dān)負(fù)著電網(wǎng)供電的重要任務(wù),因此,它是防雷的重要保護(hù)部位。由于變電所和架空線路直接連接,而線路的絕緣水平又比變電所內(nèi)的電氣設(shè)備為高,因此沿著線路侵入到變電所的雷電進(jìn)行波的幅值也是很高的。我們要重視防雷保護(hù)的工作,否則,會(huì)給國(guó)家和人民造成巨大的損失。

(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(wú)源光子器件,可用來(lái)精確測(cè)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(lái)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(guò)光纖布拉格光柵內(nèi)部寫(xiě)入、干涉法側(cè)面寫(xiě)入、相位模版法寫(xiě)入等制作技術(shù)的原理說(shuō)明和對(duì)比評(píng)介,通過(guò)光纖光柵傳感器對(duì)所在環(huán)境的應(yīng)變、應(yīng)力、溫度變化和動(dòng)態(tài)磁場(chǎng)的感應(yīng)原理分析,以及對(duì)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(cè)量,特別是多參數(shù)傳感測(cè)量中還有很大的發(fā)展空間,值得進(jìn)一步研究。

針對(duì)電類傳感器難以滿足橋梁結(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。

光纖光柵傳感器實(shí)時(shí)解調(diào)系統(tǒng)

立井的安全在礦井建設(shè)中尤為重要,因此對(duì)其進(jìn)行安全性監(jiān)測(cè)必不可少。采用光纖光柵傳感器對(duì)內(nèi)蒙古鄂爾多斯凍結(jié)井筒進(jìn)行了監(jiān)測(cè),監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括井壁鋼筋軸力、混凝土應(yīng)變和井壁溫度,在實(shí)際監(jiān)測(cè)過(guò)程中充分體現(xiàn)了光纖光柵傳感器具有的高精度測(cè)量、分布式測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)。最后對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了分析,得出了一些有用的結(jié)論,表明利用光纖光柵傳感器監(jiān)測(cè)凍結(jié)井筒具有很好的效果。

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。

研究并實(shí)現(xiàn)了一種基于雙衍射光柵的光纖布拉格光柵(fbg)傳感器解調(diào)系統(tǒng)。該解調(diào)系統(tǒng)的光路由準(zhǔn)直鏡、衍射光柵、柱面反射鏡和光電探測(cè)器等器件組成。通過(guò)準(zhǔn)直鏡后不同波長(zhǎng)的平行光束經(jīng)過(guò)衍射光柵后在空間展開(kāi),通過(guò)柱面反射鏡聚焦在光電探測(cè)器成像面上。該光路通過(guò)采用兩塊衍射光柵的方法在減小解調(diào)系統(tǒng)尺寸的同時(shí)提高光學(xué)空間分辨力,采用線陣探測(cè)器替代掃描機(jī)構(gòu)從而簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。從理論上分析了光束經(jīng)過(guò)該系統(tǒng)后的空間光強(qiáng)分布,根據(jù)光強(qiáng)的高斯分布采用多項(xiàng)式擬合的方法實(shí)現(xiàn)了反射光譜峰值定位算法。通過(guò)與高精度光譜儀的測(cè)量結(jié)果對(duì)比表明,該解調(diào)方法具有較高的波長(zhǎng)解調(diào)精度和穩(wěn)定性。