光纤光栅传感技术在翻车机结构健康监测系统应用

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。

光纤光栅传感健康监测技术及其工程应用项目源自辽宁省科学技术基金（20032120）、辽宁省科学技术重点基金（20042149）以及国家自然科学基金（50408031）。承担单位为大连理工大学，项目负责人为李宏男教授。本成果于2006年获得辽宁省科学技术进步一等奖。光纤光栅可以埋入大型土木结构并对其内部的应变等参数进行实时的高分辨率和大范围监测，是未来智能结构的集成光学神经，也是目前结构健康监测首选的传感器。本项目围绕埋入式光纤光栅传感器的应变传递机制、在非轴向力作用下光纤光栅传感器的应变传递率、

光纤光栅传感技术是国际上近十年发展起来的新型传感技术,既用光纤感测信号又用光纤传输信号,是以光纤为载体的传感技术的最杰出代表。目前该技术已经相对成熟,并成功地应用于多个相关行业。介绍了在光纤光栅技术平台上研制出的传感器的特点、工作原理及其在水利监测中的应用,着重于光纤光栅传感技术在水位遥测及大坝安全监测上的应用。

随着科学技术的发展,传感技术也是得到质的飞跃,光纤光栅传感技术与传统传感技术相比有着很多优势,因此在很多行业中得到了应用。文章就对光纤光栅传感技术做一个简单地分析,同时介绍了其在一些领域的具体应用。

结构健康监测(简称shm)是指利用现场的无损传感技术,通过包括结构响应在内的结构系统特性分析,达到监测结构损伤或退化的目的。传统传感器下的健康监测系统普遍存在着稳定性与耐久性差、抗干扰性(包括电磁、噪音、光强)差、布设工艺复杂、成活率低等缺点,也是土木工程界迫切需要解决的难题。本文将光纤光栅传感器引入健康监测系统的传感系统,为解决这一难题指明了新的思路,并在实践中得到有效验证。

光纤光栅传感器具有体积小、质量轻、灵敏度高、耐腐蚀、抗电磁干扰、传输频带较宽和容易进行分布式测量等诸多传统传感器所不具备的优点,更适用于大型复杂结构的现场的长期健康监测。文章研究了光纤光栅传感器在大型钢吊车梁健康监测中的应用状况,介绍了监测系统的组成,传感器的构造和布置,并进行了实验,实验测试结果和有限元分析结果基本上一致。

依据结构健康监测的基本概念,阐述了光纤光栅的构造和传感原理,列举了采用光纤光栅封装传感器的三种工艺,介绍光纤光栅传感网络系统原理以及光纤光栅传感器发展历程和在健康监测中的应用。

文章介绍了光纤布拉格光栅传感器的原理和发展，列举分析其目前应用于路桥隧领域的研究及工程实例。文章着重阐述光纤光栅传感器在结构健康监测中的应用价值，并剖析光纤光栅传感器在道路应用方面存在的问题。

本文对目前国内外光纤光栅传感器在桥梁结构健康监测中的应用做了简要概述。

光纤传感技术在隧道健康监测中的施工——瑶岭隧道左线b段全长790m，隧道主要穿越强分化一微分化泥岩，其中强风化泥岩灰青色，层状构造．节理裂隙发育，岩芯呈碎块状，岩体呈碎裂状松散结构。微风化泥岩灰青色，层状构造，岩体呈中厚层结构。地下水主要为基岩裂...

采用光纤光栅及无线智能传感技术的桥梁结构健康监测系统研究取得重要进展

理论依据瑶岭隧道左线b段全长790m,隧道主要穿越强分化-微分化泥岩,其中强风化泥岩灰青色,层状构造,节理裂隙发育,岩芯呈碎块状,岩体呈碎裂状松散结构。微风化泥岩灰青色,层状构造,岩体呈中厚层结构。地下水主要为基岩裂隙水,雨季可沿节理渗入隧道出现潮湿或滴水现象。洞口段为沟谷斜坡地貌,坡积土埋深3～4m,洞身最大埋深达123m。

光纤传感、光纤光栅、光纤光栅传感 光纤传感技术由于光纤不仅可以作为光波的传输媒质，而且光波在光纤 中的传播时表征光波的特征参量（振幅、相位、偏振态、波长等）因外界因素 （如温度、压力、磁场、电场、位移等）的作用而间接或直接地发生变化，从 而可将光纤用作传感器元件来探测各种待测量（物理量、化学量和生物量）， 这就是光纤传感器的基本原理。光纤传感技术的分类光纤传感器可以分为传 感型（本征型）和传光型（非本征型）两大类。利用外界因素改变光纤中光的 特征参量，从而对外界因素进行计量和数据传输的，称为传感型光纤传感器， 它具有传感合一的特点，信息的获取和传输都在光纤之中。传光型光纤传感器 是指利用其它敏感元件测得的特征量，由光纤进行数据传输，它的特点是充分 利用现有的传感器，便于推广应用。这两类光纤传感器都可再分成光强调制、 相位调制、偏振态调制和波长调制等几种形式。光纤传感器的特点1、

分析研究了光纤光栅传感与测试技术在大型土木工程结构监测中的应用;通过在加固后重载吊车梁圆弧端头的应力测试,对光栅传感器在结构测试中的布设、连接和监测等进行了测试与研究,测试结果表明:该测试技术的测试数据稳定、可靠,与理论计算结果吻合较好,是进行结构安全健康监测的有效手段.

光纤光栅传感技术具有传统传感器无可比拟的优势,重大工程结构的健康诊断与监测是跨学科的前沿研究领域。介绍了光纤光栅传感技术用于重大工程结构的原理、国内外研究以及在重大工程中应用的概况,阐述了基于光纤光栅传感技术和应变模态理论的损伤自诊断智能结构系统的基本构成、原理,并指出近期应当加强光纤光栅传感技术的结构诊断、动态解调、工业化批量生产及其埋设等方面研究工作。

光纤光栅是一种新型的光无源器件，它的出现使光纤由被动的传输介质转化为主动的光子器件，并以其独特的优势在光纤传感技术领域得到了广泛应用。

光纤光栅是一种新型的光无源器件,它的出现使光纤由被动的传输介质转化为主动的光子器件,并以其独特的优势在光纤传感技术领域得到了广泛应用。

随着我国城市化水平的不断提高,城市交通状况越来越紧张,而城市轨道交通的建设与发展具有运量大、快速安全以及环保等特点,在缓解城市交通压力,改善城市空气环境质量十分有利。为了确保轨道交通车辆安全运行,对车辆运行信号进行准确监测极其重要,并且因为城市轨道交通的运营编组较小、密度较高、运行时间间隔也比较短等特点使轨道交通的信号监测需求比铁路更大。而光纤光栅传感技术的精度与灵敏度都比较高,并且可以有效防止电磁干扰,提高信号传输的稳定性与可靠性。因此,对光纤光栅传感技术的应用原理进行分析,探讨光纤光栅传感技术在轨道交通车辆中的有效应用,对提高轨道交通车辆运行监测水平有重要意义。

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.

光纤光栅传感技术作为工程结构监测的一种全新方法,因其具有较高的性价比而备受青睐;以桥梁静载试验为例,详细介绍了光纤光栅传感原理和布设工艺;根据静载试验得出的应力应变数据对桥梁健康状况加以分析表明:光纤光栅传感技术性能稳定、数据能较好反映出实桥在荷载作用下的健康状况。

文章对3种光纤传感技术(b-otdr/b-otda,dts,fbg)用于架空输电线路状态监测进行了比较。dts由于检测方法所限只能检测温度。虽然b-otda可以同时检测温度和应力,但由于光纤寿命、oppc/opgw制造技术以及价格昂贵等因素影响,不适合用于架空输电线路应力监测。光纤光栅传感技术具有价格适宜、精度高、速度快、测试距离长、可制成各种传感器等优点,适合用于架空输电线路的温度及应力等状态监测。

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。