光纤光栅应变传感器的研制

应变监测是大坝安全监测的一项重要内容,本文研制了一种光纤光栅应变传感器,研究了其特性,应变传感器精度可达满量程的0.5%,分辨力可达满量程的0.1%,该仪器适用于大坝混凝土应变的监测,同时也可用于市政、交通等领域的安全监测。     

基于光纤传感技术的桩体位移监测方法研究

现有光纤传感器的布设方法单一,无法完全适应各类工程的监测要求。为此,从实际工程桩体水平位移监测的需求出发,针对工程施工特点,设计单U型和多U型布设方法,并于室内构建PVC管简支梁模型,利用分布式光纤传感器对PVC管弯曲变形应变进行测量。采用各类应变组合进行挠度计算,分析了各应变组合挠度的试验误差。将上述两种光纤布设方法分别运用于实际工程的桩体水平位移监测中,并对比分析光纤传感器监测数据效果。试验与实际工程分析结果表明：利用分布式光纤计算桩体位移时,应当优先选用垂直基坑开挖面的双轴线应变进行计算,其次可利用其他轴线应变换算成基坑侧应变,进而用双轴线应变计算,而多轴线应变计算会造成多余误差;在实际工程运用时,分布式光纤传感器监测效果优于侧斜管监测效果。     

光纤传感器监测土堤渗漏和沉降模拟试验研究

采用基于分布式光纤传感的渗流模拟监测方案,对严重渗漏引起的光纤传感器周边介质温度和应变变化进行了试验研究。结果表明:布置在渗漏通道周边的光纤传感器可以借助温度和应变的变化特征识别严重渗漏,光纤传感器不断下降的温度曲线预示渗漏的发生,应变曲线陡增则是严重渗漏引起土体沉降的判据。     

无线传感器技术在水电工程中的应用

本文介绍了应力应变和振动的传统测量方法和采用无线传感器技术的测量方法,列举了在水电工程中四种不同测量环境下,采用无线传感器技术进行应力应变和振动测试的应用案例。研究表明:该方法有别于其他传统应力应变和振动测量方法,具有高效、经济、便捷、适应能力强、节能和抗干扰能力强等优点。     

基于局部测量方法的堆石料变形特性试验研究

在大型三轴仪中联合采用了局部轴向位移计和径向变形测量位移传感器,通过直接测量试样局部的轴向应变和径向应变,排除了端部误差的影响。在此基础上研究了堆石料小应变阶段的变形规律。试验结果表明:轴向应变在0.001%~0.01%的范围时,局部位移计测定的割线模量是外部位移传感器测量结果的1.5~2.0倍,当轴向应变达到1%时两者测定的割线模量基本一致;传统测量方法会明显高估试样的实际体应变,低估径向应变,在小应变阶段局部测量方法测定的泊松比约为传统测量方法的2.0倍。     

光纤光栅传感技术在洞室围岩变形监测中的应用

光纤光栅传感器利用波长调制传递信号,具有测量精度高、抗干扰强、传输距离远、可连续测量等特点,在桥梁结构健康监测、火灾报警等领域已得到广泛应用,但在洞室围岩变形(应变)监测中应用较少。通过对光纤光栅传感器和多点变位计在围岩变形(应变)监测中的应用对比,发现光纤光栅传感器易受施工爆破振动影响,且随着运行时间的增长,有效测点数逐渐减少。为此针对性地提出了有效测点判别和异常测值内插处理的新方法,经处理,光纤光栅传感器能较好地反映洞室围岩变形(应变)变化规律,且与多点变位计测值在空间分布和时间序列上一致性较好,为洞室围岩变形(应变)监测提供了新方法。     

光纤布拉格光栅隧道应力应变监测系统

隧道二次衬砌应力、应变状态的长期监测,一直是国内外岩土工程界关注的焦点.对此.分析了光纤光栅传感器传感原理,提出了将光纤布拉格光栅传感器应用于隧道二次衬砌应力、应变监测的新方案.同时,在现场进行光纤布拉格光栅传感器与钢弦式传感器的对比实验,并进行优势分析.实验结果表明:光纤布拉格光栅传感器具有很高的测试精度,长期稳定性好,信号传输距离远,为长期监测提供了一种可靠有效的手段.     

基于光纤光栅技术的围岩大应变连续监测研究

围岩应变是地下洞室开挖监测的重要内容之一,采用传统应变监测仪器无法测得连续的围岩大应变。本文结合工程实践,基于光纤光栅位移传感器设计出一种连续测量围岩大应变的改进型大量程光纤光栅应变监测装置。该装置将多支改进型大量程光纤光栅应变传感器组装成串,可连续测得仪器埋设沿线任一测点的应变量。监测成果表明,洞室扩挖时光纤光栅仪器测得围岩应变变化明显,与埋设部位围岩地质结构和施工开挖实际较为吻合,与附近多点变位计监测结果变化规律基本一致。由于光纤光栅仪器具有灵敏度高、精度高等优点,因此能够监测到安装孔内轴向任意间距围岩应变情况。     

FBG应变计在引水隧道二次衬砌安全监测中的应用与研究

二次衬砌结构裂化是影响隧道健康的主要病害,传统监测仪器受限于引水隧道的长距离等特点,现引入一种埋入式FBG应变传感器,并应用于某引水隧道,提出了具体的布设方案,通过传感器、解调仪等构建了安全监测系统。应变监测成果与类似工程基本一致,表明了FBG传感器在引水隧道二次衬砌结构安全监测过程中的可行性以及优越性。     

高排架智能监测系统的研制与应用

针对高排架系统安全监测需求,防止支架系统在服役过程中发生整体失稳或倒塌,基于LoRa技术设计了一种钢管排架位移-应变监测系统。以古瓦水电站边坡加固施工中的碗扣式脚手架为实际工程背景,构建了高排架无线监测系统。该系统通过钢弦应变传感器和拉线位移传感器的分布布置获取支架立杆的压力和位移数据,利用4G技术传输至PC机终端。所设计的应变和位移传感器可以用于监测支架立杆的应变和位移动态变化数据。研究表明:高排架应变-位移监测系统为支架工程的倒塌预警工作提供了一种可行的方案,在实际工程中取得了良好效果,可供类似项目参考。     

弹簧式光纤传感器工作机理及应用

光纤传感检测技术近年来发展较快．尤其是分布式光纤传感检测技术已广泛应用于各领域工程实际中。针对分布式光纤传感检测技术在大坝监测应用中存在的不完善之处．提出弹簧式光纤传感器检测新方法。该检测方法以弹簧式光纤传感器为一个连接的整体．改善了以往传感器在弯曲处整体性的不足，从而使得结构在传感器弯曲处发生微小裂缝或轻微应变，均可被传感器灵敏地反映出来。试验表明，改进后的弹簧式光纤传感器可以更真实准确地对大坝工作中应变和裂缝生成过程进行及时跟踪和监测。     

基于分布式光纤传感器的损伤监测研究

结构损伤的出现通常具有空间位置的任意性,使得传统的离散式传感器难以监测损伤的出现和发展,而分布式光纤传感器具有分布式、长距离、精度高和耐久性长等特点为大型复杂结构的分布式探测提供了可能。首先介绍了BOTDA分布式光纤传感技术与应变的关系,并论述了光纤传感器周围结构出现损伤变形时,传感器会监测到应变显著变化这一监测传感特性,然后制作了钢梁的裂缝损伤模型,应用BOTDA分布式光纤传感系统对梁在正常工作状态、单一裂缝和多裂缝工作状态进行了监测。结果显示,在裂缝损伤出现的位置,分布式光纤传感器监测到显著的应变变化,并可以准确定位损伤位置。通过对钢梁的损伤模拟的研究表明,在单一损伤和多损伤情况下,BOTDA光纤传感器可以准确有效的识别钢梁中裂缝的位置,能够实现复杂结构的分布式损伤监测。更多还原     

TY—25贴片式应变计的长期稳定性试验

一、前言测量混凝土建筑物内部应变的传感器,不但要有较高的灵敏度和测量精度,还要求传感器具有良好的防水和长期稳定工作的性能,并且能够进行长距离遥测。七十年代初,日本共和电业研制成功一套贴片式仪器,以电阻片作为敏感部件的,其灵敏度高,适用范围广,并能实现遥测自动化。但该仪器不能测量温度,长期稳定性能如何,也还不清楚。     

光纤光栅传感监测在拱坝地质力学模型试验中的应用

光纤光栅传感在土木工程原型监测中逐步得到广泛应用,然而在水工地质力学模型试验中应用较少。以木里河立洲拱坝地质力学模型为基础,在坝顶及上游坝面布置光纤光栅传感器,对坝体在超载过程中的应变进行监测,通过光纤光栅传感器监测得到的应变及变化曲线,分析了地质力学模型拱坝坝面的开裂破坏过程。成果表明：Kp=1.0时,坝体工作正常;Kp=1.2~2.2时,坝踵处出现初裂;Kp=2.2~3.0时,曲线有转折和拐点的出现,左岸坝肩岩体受内部结构面影响发生较大的位移;Kp=3.6~4.3时,坝体应变整体出现较大的波动,其中左拱端应变曲线C17测点出现较大拐点,左拱发生开裂;此后,应变曲线陆续出现波动或转向,坝体裂缝不断发展,直至逐渐失去承载能力。通过与常规的应变片检测方法进行对比分析,验证了光纤光栅传感器在地质力学模型试验中应用的可行性。     

绝缘电阻对差动电阻式传感器测值的影响

水电工程中,大量使用差动电阻式传感器来监测水工建筑物的应力应变及温度,由于水工建筑物的使用寿命很长,而差动电阻式传感器的绝缘电阻会随时间逐步降低,因此差动电阻式传感器的绝缘电阻降低到什么程度才会影响传感器的测值是个需要研究的问题。本文利用模拟水电阻使差动电阻式传感器的绝缘电阻降低并讨论绝缘电阻下降后对传感器的测量结果的影响。     

三峡工程库区地震的监测方法

水库诱发地震，若地震级波传播方向垂直大坝轴线，由于抗震能力相对较弱，可能造成危害，故需监测震中相对于大坝轴线的方向。对地震的监测方法是在大坝附近土层深3～5m处埋设地应变探测仪，用等角45°四方位地应变传感器和等角60°三方位地应变传感器平行大坝轴线作为0°方向，用地震临震前地应力应变剧烈变化和地壳岩层出现的微观断裂滑秽及微观弹塑性应力应变波涛预报地震和震中方向，从而得知未来地震级波传播方向相对大坝轴线的方向。为此需在三峡大坝附近建一个地震前兆信息观测台。     

已埋设差动电阻式传感器的鉴定

差动电阻式传感器在已建水电工程中大量使用,用来观测水工建筑物的应力应变及温度,由于水工建筑物的使用寿命很长,因此对这些已埋设传感器的评定是个很重要的问题.本文依据差动电阻式传感器的工作原理及其工作方式提出评价的方法.差阻式传感器作为水工内部观测中的重要传感器,应该尽可能的了解其测量特性,以便获取准确的测量结果.     

光纤传感器在拦河闸内部变形监测中的应用分析

水工建筑工作环境恶劣，安全性要求高，而其内部病害往往无法及时发现。通过对比预埋应变片和光纤传感器测量结果，验证了光纤传感器监测钢筋混凝土结构内部应变的可行性。同时，以辽宁省北票市三宝乡一处拦河闸门为例，分析其结构变形情况，其中闸室侧墙顶端位移最大，但未超过0.05 cm；闸门结构最大应变在闸槽中间位置，为4.3×10^-5，符合要求。     

位移、应变类传感器自动标定装置的研制

介绍了一种位移、应变类传感器自动标定装置的基本原理,叙述了传感器自动标定装置的构成部分,从高精度电控平台、闭环控制电路、传感器装夹结构和自动标定软件这4个方面介绍了整个装置的研制过程。试验证明,该自动标定装置的各项技术指标满足设计要求,自动标定系统的标定精度较高,标定仪器的效率有较大提高,能够替代人工标定系统对传感器进行自动化标定。     

基于电阻应变片的结构健康监测实例

根据健康监测的的相关理论,分析电阻应变片的原理,以电阻应变片作为应变监测的传感器,采用相应的数据采集设备.通过计算机数值模拟,对某船厂所建造的工程船的4200根据健康监测的的相关理论,分析电阻应变片的原理,以电阻应变片作为应变监测的传感器,采用相应的数据采集设备.通过计算机数值模拟,对某船厂所建造的工程船的4200t船艏楼关键部位吊装过程的应力应变值进行实时监测,获取相关监测数据,及时反馈监测结果,确保吊装过程的安全,并与模拟结果对比分析,验证了计算机模拟结果的准确性和可靠性.船艏楼关键部位吊装过程的应力应变值进行实时监测,获取相关监测数据,及时反馈监测结果,确保吊装过程的安全,并与模拟结果对比分析,验证了计算机模拟结果的准确性和可靠性.