光纤光栅传感器及其在桥梁结构健康监测中的应用1周 智 欧进萍(哈尔滨工业大学土木工程学院哈尔滨150090)摘要:作为20 世纪测试领域的重大发明光纤光栅传感技术得到了快速发展并已经成为诸多领域的前沿研究与应用方向本文主要介绍了及其课题组和相关产业化企业近年来基于光纤光栅感知元件发展起来的系列传感器部品重大土木工程结构健康监测的应用以及项目研究与产业化状况主要包括:光纤光栅系列直接传感器
单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级光纤光栅传感技术在桥梁健康监测中的应用1.光纤传感器原理 光纤传感器是一种以光纤为媒介用来检测光在光纤中传播时因光纤的全部或部分环节所在环境(物理量化学量等)的变化带来的光传输特性改变的装置它包含对外界信号(被测量)的感知和传输两种功能所谓感知即把外界物理量的变化规律转化为光纤中传输的光波的物理特征参量如强
2 光纤光栅传感器在桥梁工程中的应用自光纤光栅传感器于1990 年首次埋入环氧纤维复合材料中以及1992 年首次埋入混凝土梁中以来大量在桥梁水坝管线隧道矿厂核存储容器天然气压力罐建筑物以及道路等基础结构的力学参数测量状态监测中得到应用其中应用光纤光栅传感器最多的领域之一当数桥梁结构的健康监测1993 年 加拿大卡尔加里的Beddington trail 大桥首先使用了光纤光栅进行应力测量并用此方
强光纤光栅传感系统国外应用概况典型市场应用(3)典型市场应用(8)沪蓉西施家梁子滑坡监测
3 光纤光栅传感器的应用概况国内外发展现状1国外发展现状自1989年Morey首次提到将光纤光栅用作传感以来FBGS受到了世界范围内的广泛重视并且已经取得了持续和快速的发展据我们不完全统计国外FBGS已经在大型结构工程(如桥梁大坝隧道高层建筑矿井巷道运动场馆岩土工程等)电力航空航天船舶生物医学核工业石化水利石油勘探以及军事武器装备等领域获得了应用美国Frost Sullivan (1997)的
2009年10月
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光纤光栅传感器在铁路领域的研究与应用摘 要 概述了光纤Bragg 光栅传感原理 介绍了目前光纤光栅传感器在国内外铁路领域中的研究与应用情况 分析了光纤光栅测试技术在铁路领域的潜在应用及发展前景关键词 光纤光栅 铁路 应用 监测光纤光栅是光纤芯区折射率受永久性周期性调制的一种特种光纤光纤光栅的敏感变化参量为光的波长 它对光源的照明强度变化不敏感 制作简单性能稳定可靠 易与系统及其他光纤器件连接
光纤光栅湿度传感器 光纤光栅对湿度敏感性很差导致波长漂移小所以为了有效的对湿度传感在其表面涂上一层湿敏材料如图所示 在湿度发生变化时由于光纤光栅涂层的膨胀引发光栅的应变响应从而计算出湿度变化 在对湿度测量的同时也要考虑温度变化的相应影响如图FBG1可同时响应温度与湿度FBG2外面额附着一层温敏涂层免受湿度影响 由此可以分别测量FBG的波长偏移量来求得温度
温度传感器技术原理外形尺寸-30110监控面积大所需传感器较多时可以设置现场监控站对于所需传感器数量少的项目可以直接设置一个监控中心隧道地铁森林方面 隧道地铁森林的火灾监测和报警油气方面 石油天然气输送管线或储罐泄漏监测(输送介质温度与环境差异情况) 油库油管油罐的温度监测及故障点的监测 电力方面 电力电缆的表面温度检测监控事故点定位 电缆隧道夹层的火情监测 发电厂和变电站的温度监测故
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