光纤光栅用于木结构健康监测技术

光纤光栅在土木工程的桥梁健康监测中已得到广泛应用.文章通过应用光纤光栅技术,结合木结构的健康监测,以实时、精确、连续地分析该结构的节点变形状况.     

光纤布拉格光栅传感器用于混凝土结构施工监测

采用与土木工程施工特点相适应的操作工艺与保护方法,将自行研制的光纤布拉格光栅(FBG)应变传感器与温度传感器埋入一幢5层钢筋混凝土结构的大楼中,用以监测该建筑在施工过程中梁、柱的应变与温度变化.研究结果表明,埋入的FBG传感器可以方便地监测施工过程中混凝土结构内部温度与应变的变化,为混凝土结构的健康监测提供依据;自行研制的FBG传感器传感性能良好,成活率高,寿命长,为基于FBG传感器长期的混凝土结构健康监测奠定了基础.     

光纤光栅传感器监测混凝土固化收缩实验研究

介绍了光纤光栅应变传感器的基本原理及优点,开发了基于光纤光栅技术的温度传感器与应变传感器,并对它们的工作特性进行了分析;应用裸光纤光栅和自制封装的光纤光栅传感器,监测了混凝土梁固化过程(2~16 h)中混凝土内部的温度变化,以及混凝土内部和钢筋表面的收缩应变.实验结果表明:在使用光纤光栅对混凝土固化期收缩应变监测时必须考虑温度的影响,要进行温度补偿,该监测方法是混凝土养护期恶劣环境条件下收缩应变监测的理想方法,可用于任意尺寸的大体积混凝土固化期温度应变的监测.     

基于光纤光栅应变传感器在斜拉桥健康监测系统中的应用

桥梁结构健康监测系统正处于高速发展阶段。主要阐述了传统的电类传感器监测与光纤光栅传感器区别及光纤光栅传感器的优点;光纤光栅传感器的应用领域等发展现状及其工作原理以及光纤光栅传感器在斜拉桥健康监测系统中的布点设计和应用结果。     

桥梁安全监测中的光纤光栅传感技术浅析

针对传统监测难以满足桥梁安全状态监测的问题,通过将光纤作为信号感知单元,可对桥梁结构的动静态应变进行感知,并对损伤状况进行实时监测和预警。光纤传感技术是近年来发展非常迅速的一种信号测试手段,与传统测试手段相比具有一系列的优势。本文从目前主要使用的光纤光栅(FBG)传感桥梁监测系统入手,从测试原理、测试方法和实现效果等方面进行分析,并对以后的技术发展做出了展望。     

光纤光栅与大型结构安全实时监测

对光纤光栅可调谐的原理作了探讨，分析了光纤光栅传感器在温度和应力测试中的应用，并提出在实际应用中应注意的问题，指出光纤传感器具有广泛的应用前景。     

土木工程施工过程的光纤光栅监控技术

光纤光栅传感器性能优良,适合土木工程应变的长期测量。对光纤光栅传感器用于土木工程监测的布设工艺等相关问题进行了研究,并在江苏省邮政通信指挥中心工程成功地使用光纤光栅传感器对施工中结构受力体系转换过程进行了监控。结果表明,光纤光栅传感器测量数据稳定可靠,并且能进行分布式测量,效果明显优于传统的应变计。     

双周期光纤光栅传感器原理及工程应用

对光纤布拉格光栅和长周期光纤光栅组成的复合型光纤光栅传感器的原理和特性进行了简要的介绍,并对该种传感器的实际工程应用作了说明,实践证明应用该传感器的测量结果与理论计算结果吻合较好。     

光纤光栅传感器在上海旗忠网球中心施工监控中的应用研究

介绍光纤布拉格光栅传感器的测试原理以及混凝土结构中的埋入工艺.在上海旗忠网球中心双向预应力混凝土看台结构施工期间,将72个光纤光栅传感器埋设结构中,进行了为期8个月的现场施工监控.结果表明:光纤光栅传感器测试值和理论计算值吻合良好;光纤光栅传感器性能稳定、精度高、抗电磁干扰能力强、存活率高,很好地实现了施工长期监控;上海旗忠网球中心看台结构在施工全过程中受力性能良好.     

温度自补偿光纤光栅应变传感器研制及其在索力测量中的应用

光纤光栅应变传感器在测量过程中存在温度和应变交叉影响的问题,且温度对应力测量结果影响较大。为获得精确的应力测量结果,必须大幅度减少或消除温度的影响。目前参考光栅法或温度测量系数修正法,难获得理想的结果。文中提出以截面对称的悬臂梁结构作为敏感元件,利用其上下表面拉压异号等应变和温度变化同应变的原理,通过在悬臂梁上下表面对称粘贴两根光纤光栅,利用结果差来消除温度影响,并提高测量灵敏度。文中对此种温度自补偿新型光纤光栅应变传感器的传感性能进行了研究,并将此类传感器安装在拉索的锚具上进行索力测量。研究结果表明:研制的光纤光栅应变传感器,能大幅度降低温度的影响,达到温度自补偿的目的;将此类传感器用于索力测量,具有较高的精度及灵敏度,能满足工程应用的实际需要。     

路用光纤光栅温度传感器标定方法对比分析

路用光纤光栅温度传感器的温度灵敏度受其所测试的介质影响,对其进行试验标定是实现沥青路面绝对温度准确测试的前提条件.首先分别基于水浴和沥青混凝土试件环境对光纤光栅温度传感器波长飘移进行实测,获得反射波长与温度的对应关系;而后通过试验数据的线性回归分析,得到不同介质环境下光纤光栅温度传感器的标定公式,并对比分析同一传感器在水浴和沥青混凝土试件中的温度传感特性及差异产生的原因.结果表明：同一传感器在不同介质环境中的温度灵敏度是不同的,基于沥青混凝土试件环境的传感器标定方法更符合工程实际,具有一定的实用价值.     

基于光纤光栅传感技术的桥梁结构应变监测可行性研究

该文阐述了光纤光栅传感技术的基本原理及其优势,介绍了光纤Bragg光栅传感器(FBG)的布设工艺。利用埋入武黄高速公路某大桥内的FBG和电阻应变片实现了该桥梁在荷载试验过程中的应变监测。并通过比较FBG与电阻应变片测得的应变值来验证光纤Bragg光栅(FBG)传感技术用于桥梁应变监测的可行性。     

光纤布拉格光栅应变测量在天津奥体中心工程中的应用

基于光纤布拉格光栅的应变测试原理,在天津奥体中心体育场的钢屋盖结构中,运用光纤布拉格光栅进行吊装和撤撑的长期应变测试,并详细介绍了等强度悬臂梁的测试和长期荷载试验,以及在天津奥体工程中的测试部位布置和传感器安装的过程.结果表明,用光纤布拉格光栅系统测试钢结构的拉应力是切实可行的.同时,使用光纤布拉格光栅对大型钢结构进行长期健康监测具有良好的发展前景.     

一种新型光纤光栅局部位移计在小应变测量中的应用

小应变下的土体模量的变化对基坑周围既有建筑物的变形和路基沉降分析具有重要意义.土体模量会随土体的应变呈非线性变化,特别是应变范围为10-5~10-3,土体模量随应变的增加显著降低.由于土体应变的变化范围广,传统的单一测量仪器无法连续量测土体从微小应变到小应变的模量变化情况.通常测量土体小应变模量的方法有弯曲元和局部位移计方法.弯曲元方法能有效测量土体微小应变的模量,但不能得到土体模量在小应变情况下变化规律,因为弯曲元方法无法得到和控制土体的应变.设计了基于布拉格光纤光栅传感技术的局部位移计.通过设计和标定试验,成功将布拉格光纤光栅局部位移计应用于改装的三轴试验仪器中.为进一步的对比分析,在改进的三轴试验装置中安装了弯曲元试验系统.基于改装的三轴试验仪器,进行了不同围压下的固结不排水试验,得到了土体从微小应变到小应变下模量的变化曲线.试验结果验证了光纤光栅局部位移计能有效的测量土体在小应变情况下的模量非线性变化特征.     

光纤渗压传感器与公路软基监控试验研究

研制出新型的光纤Bragg光栅岩土工程监测仪器--光纤渗压传感器,并将其应用于高速公路软土地基中进行孔隙水压力监测,以检验研发成果.在试验过程中还解决了光纤渗压传感器量测系统、现场埋设以及数据采集等方面的问题.通过对采集的数据进行处理,对软基处理效果进行了分析,并与实际情况进行了对比检验仪器是否反映真实情况,同时利用与常规仪器数据进行对比分析,对传感器进行了综合评价.结果表明该传感器不仅可以达到常规仪器的监测效果,而且克服了常规仪器的一些缺点,仪器开发是较为成功的.     

光纤光栅传感器在结构应变检测中的应用研究

本文介绍了光纤布拉格光栅传感器的特点和工作原理,并进行了相关的试验研究。试验表明,光纤布拉格光栅传感器具有高灵敏度和长期稳定性,其作为应变测量的工具用于结构健康监测是可行的。     

基于桥梁健康监测的振动传感器

提出一种基于桥梁监测的光纤光栅振动传感器的设计方法。监测系统是基于测量压力啁啾的光纤布拉格光栅(FBG)反射带宽和反射光功率达到实时监控的目的。该传感器是由单根FBG组成,为了模拟真实桥梁振动情况,使用简支梁模拟桥梁。将单根FBG斜向粘贴在简支梁侧面上进行模拟试验,梁的上表面中间粘贴偏心轮来产生振动。振动将作用到简支梁上造成梁弯曲。梁弯曲时,在不同厚度层上产生呈梯度分布的应变,进而引起FBG的啁啾效应,造成FBG带宽发生变化。试验结果将电阻应变片和基于FBG的振动传感器进行对比。由于FBG对反射带宽和光功率温度不敏感,传感测量完全避开了温度的交叉敏感效应。该传感器可以广泛应用于桥梁的健康监测中,具有实时性及成本低等优点。