分布式光纤传感器监测裂缝理论优化与研究

分布式光纤传感器具有分布式无损检测的特点,且精度较高,特别适合监测混凝土的裂缝。目前,国内已经有研究人员使用分布式光纤监测裂缝的尝试,但结果并不理想,为此进行优化研究。首先,研究光纤监测裂缝的机理,分析使用分布式光纤监测裂缝时的影响因素,并针对这些因素提出解决方案;然后,通过模型、算法及布置方式的优化提高监测精度;最后,通过对钢筋混凝土梁的试验数据优化分析,验证研究结果的准确性。结果证明,光纤经过优化后监测数据更准确合理。     

分布式传感技术在高强筋活性粉末混凝土裂缝监测中的应用研究

基于受激布里渊散射的光时域分析技术(BOTDA),本文采用分布式光纤传感技术监测高强筋活性粉末混凝土梁裂缝开展情况.首先进行了分布式光纤监测裂缝可行性试验研究,结果表明,分布式光纤监测具有识别并定位裂缝的能力且测试精度高.在此基础上,将分布式光纤布设在高强筋活性粉末混凝土梁的表面和内部监测裂缝发展情况,结果表明分布式光纤可监测混凝土梁裂缝开展的全过程,且分布式光纤监测的时空连续性可有效解决裂缝产生的时空随机性问题.     

基于分布式光纤传感的混凝土裂缝识别与监测试验研究

钢筋混凝土结构的裂缝宽度超过规范限值后会引起渗水、钢筋锈蚀等问题,破坏混凝土结构的整体性和安全性。结构裂缝监测是评估结构安全性的重要依据之一,分布式光纤裂缝监测技术(BOTDA/R)可有效避免点式检测空间不连续造成的漏检现象。本文根据钢筋混凝土结构裂缝形成机理和前期研究提出的斜交光纤组裂缝监测方法,对混凝土裂缝光纤监测进行了参数敏感性分析。分析结果表明采用斜交光纤组可跟踪监测宽度大于0.04mm以上的裂缝发生及开展过程。依据分析结果,本文改进了光纤布设方式监测混凝土微裂缝,实现了微裂缝的发生及开裂路径的监测。本文通过钢筋混凝土梁的静载试验,分别验证了梁侧全面粘结光纤的微裂缝识别和梁底斜交光纤组的裂缝宽度跟踪监测的有效性。     

混凝土裂缝的监测

针对结构裂缝监测的需要,依据OTDR光时域反射技术和瑞利散射原理,研究开发了一种采用分布式光纤传感器的光纤传感的裂缝监测技术;设计了裂缝监测试验方案,包括试验试样、试验装置的设计计算;验证了这种监测技术的可行性,可实现裂缝的定宽、定位监测.初始感知裂缝宽为0.03mm,并根据试验数据拟合出半经验公式,这一实验结果还可以作为全分布式光纤传感器进一步深入研究的参考.     

分布式光纤传感用于大坝基座裂缝监测

分布式光纤传感技术对大型混凝固结构,如大坝与桥梁,进行裂缝监测意义重大,其分布式检测能力对具有强随机性的大坝裂缝监测效果更显著.一种新型分布式光纤传感器埋入混凝土并与预期裂缝相交一定斜角,当裂缝出现引起光纤局部微弯,并诱发瑞利散射光产生衰减,用光时域反射技术实现分布式检测.将该种传感器用于四川石棉冶勒大坝裂缝监测,结果表明:该光纤传感器不仅对裂缝宽度、位移具有高分辨率(0.02 mm)、大动态范围(4.8 mm),而且有较高的定位分辨率(0.2 m),为发展该类分布式光纤传感监测系统提供了较好的技术基础.     

基于光纤网络的全分布裂缝检测技术研究

提出了一种基于光时域反射技术(OTDR)的全分布式光纤传感网络新型裂缝检测传感器.该传感器可以在不知道混凝土裂缝位置、裂缝与光纤夹角的情况下对裂缝进行监测,检测范围可根据实际需要对传感头进行灵活设计;并对其进行了传感特性试验,结果表明该传感器的最小检测裂缝宽度可达0.05 mm,并根据传感头1#和传感头2#测得的试验数据拟合光纤损耗与裂缝宽度的关系分别为αc1=760(12-ΔL)-1exp(-0.04(ΔL-12)2)、αc2=1 600(12-ΔL)-1exp(-0.04(ΔL-12)2),该实验结果可作为对全分布式光纤传感器进一步研究的参考.     

基于分布式光纤的钢筋混凝土锈胀开裂监测试验研究

氯盐引起的钢筋混凝土锈胀开裂是影响结构耐久性的主要病害之一,对锈胀开裂进行全过程监测是评估结构的剩余使用寿命和做出维修决策的关键。分布式光纤传感技术是一种新型光电监测技术,可实现腐蚀环境下的应变、温度的长距离分布式检测,适用于钢筋混凝土锈胀开裂监测。本文基于钢筋混凝土锈胀开裂的力学原理,设计了钢筋混凝土锈胀开裂全过程的分布式光纤传感监测技术,通过内压加载模拟试验标定了光纤应变和混凝土膨胀、裂缝之间的对应关系,最后采用通电加速试验验证了本文提出方法的有效性。结果表明,分布式光纤传感技术能实时跟踪监测锈胀开裂全过程,监测数据可用于判断初始开裂发生的时间点,由标定试验获取的应变/裂缝系数可实现锈胀裂缝的宽度估算,为工程结构养护管理提供决策依据。     

基于分布式光纤技术的煤矿巷道顶板监测系统

当前巷道顶板变形监测方式为基于井下工业环网的在线实时监测,采用电子式和光纤光栅式的位移传感器并以无线方式连接,存在有较多监测盲点、误差较大、依靠连续供电等问题。针对上述问题,设计了一种基于分布式光纤技术的煤矿巷道顶板监测系统。该系统以布里渊光时域反射计(BOTDR)作为数据采集和分析的核心监测工具,采用5 mm钢绞线光纤作为感测光纤,以锚杆、锚索为固定点布设光缆,通过顶板光纤的应变变化来监测顶板变形状况,实现了对煤矿巷道顶板的实时在线分布式监测。现场应用结果表明,光纤应变变化能够实时准确地反映顶板变形情况,基于光纤应变的顶板监测结果与顶板离层仪监测结果、十字法观测结果一致。用光纤应变表征顶板变形程度消除了人为因素和断电等影响,保证了监测结果的客观性,这种长距离、耐腐蚀、抗干扰、无需供电的分布式光纤应变监测方式为煤矿提供了一种全新的巷道监测手段。     

基于LSTM的光纤复合架空相线分布式应力监测模型研究

本文针对输电架空线路在线监测问题,提出了一种基于LSTM算法的光纤复合架空相线分布式应力检测方法。该方法利用光纤复合架空相线中的通讯光纤,通过刻录光纤光栅,使其具备传感能力,将分布式应力监测问题转化为模型回归问题。同时考虑到光纤传感器的线性分布特点,利用LSTM进行特征学习,训练得到分布式应力传感监测模型。经实验论证,该模型能够很好地实现对导线的分布式应力检测,其均方根误差为1.023,对应应力大小的检测结果平均检测误差为2.032N,应力位置的平均检测误差为1.41mm。相较于基于ELM、SVM方法的检测结果,本方法有一定提升,为光纤复合架空相线分布式应力监测提供了新思路。     

分布式光纤温度传感器在稠油开采中的应用

为了满足稠油油井安全生产和温度监测的需求,设计了一种传感距离为2 km的分布式光纤温度传感器用于监测稠油油井的温度信息.同时对分布式光纤温度传感器进行了特性分析,并给出了高温温度实验结果.实验结果显示:分布式光纤温度传感器能够在稠油油井温度测量方面进行很好的应用.系统温度范围为0～350℃,测温光纤长为2 km,测量温度精度为±1℃,空间分辨率为1m,为油井井下温度测量提供了科学依据.     

基于JSP分页技术的研究

电子商务应用中的数据量往往非常大,甚至会达到几十万到几千万条记录的规模,将如此大量的数据显示在一个页面里困难大、效率低。在这种情况下就需要采用分页显示技术将数据库中符合条件的数据逐页显示给用户。对JSP分页技术进行比较,在分析JSP分页技术特点的基础上,提出一种有效的分页解决方案,同时对分页技术的优化进行阐述。     

Hibernate技术在基于GIS数据库中的应用研究

空间信息的存储和处理问题是地理信息系统(GIS)的核心问题.对空间数据和属性数据的统一存储管理已成为必然趋势.本文通过对GIS中海量数据的存储方式进行研究,指出对象-关系型的数据库存储方式是空间数据库的发展方向.在此基础上讨论了Hibernate技术与GIS数据库的结合,使用Hibernate技术将关系数据库中空间数据和属性数据进行封装,屏蔽了数据库底层操作,使得程序员可以用面向对象的思想随意操纵数据库,在利用了关系数据库的快速检索、查询能力的同时也增强了数据的一致性和可移植性.     

Elastos中间件ContentProvider的设计与实现

Elastos是具有中国自主知识产权的面向服务的新型嵌入式网络操作系统。目前主要用嵌入式设备,多款基于Elastos的3G手机已经面世,一款基于Elastos的电子书也即将进入量产。本文提出了基于Elastos的ContentProvider,这是一种易于使用和扩展的应用程序数据访问模式,解决了在需求多变的市场背景下,手机应用程序如何方便的访问数据的问题。     

面向性能的软件再工程研究

将提高遗产系统性能作为软件再工程的一大目标加以考虑,提出了一种基于反模式的再工程方法。这种方法通过对一些反模式的特征进行识别,在遗产系统中发现对于系统性能有不良影响的设计并通过一定的方法加以消除,从而达到改善遗产系统性能的目的。     

基于服务总线（ESB）的应用集成（EAI）探索和研究

科研院所设计研究中各类异构软件应用系统并存,数据和信息在各个应用系统中同步和共享成为现代企业信息化的瓶颈。针对这种现状,文中采用Java技术,通过建立异构系统底层的消息通讯机制,构建连接异构系统的ESB,实现各个异构系统通过ESB进行通讯,最终达到EAI的目的。实际中,基于该ESB构建了船舶设计行业应用软件系统集成平台,在数据集成、应用集成和业务流程集成中取得了较好的效果,肯定了文中成果的可行性。文中重点叙述了所构建的ESB结构图、ESB内部通讯原理及实现中所使用的数据结构,并给出了以该ESB为核心纽带设计的相关EAI平台架构。     

Elastos中间件ContentProvider的设计与实现

E1astos是具有中国自主知识产权的面向服务的新型嵌入式网络操作系统。目前主要用嵌入式设备,多款基于Elastos的3G手机已经面世．一款基于Elastos的电子书也即将进入量产。本文提出了基于Elastos的Content Provider,这是一种易于使用和扩展的应用程序数据访问模式．解决了在需求多变的市场背景下,手机应用程序如何方便的访问数据的问题。     

基于移动agent的分布式视频点播系统的研究

该文通过对移动agent技术和传统的视频点播系统的研究,提出了一种基于移动agent的分布式视频点播系统的设计和构造,具体地阐述了系统的工作流程,并着重讨论了实现该系统所要考虑的关键问题。移动agent的引入有效地减少了网络传输负载,实现了高速响应点播请求、高质量的影音效果,从而更好地满足更多用户的需求。     

AADL模型的测试方法研究

近几年来,MDA开发方式的应用使得如何保证模型质量成为研究的热点.以基于模型的测试为研究对象,研究了对AADL模型进行模型测试的方法,并提出了结合马尔可夫链对AADL模型进行测试的框架以及实施方法.最后,通过示例进一步说明了该方法.     

剖析Windows的用户验证机制

随着Internet和电子商务的发展,信息安全越来越得到业界的重视,其中网络操作系统的安全更是系统安全的基础.本文从计算机安全性的角度出发,着重讨论了Windows针对不同的使用环境所提供的用户身份验证的机制.     

基于FPGA的立方星可重构星载处理系统研究

为了以最小代价提高立方星可重构星载计算机的可靠性,提出了一种基于FPGA的立方星可重构星载处理系统架构。首先,在对国内外微纳卫星星载计算机设计特点进行分析的基础上,分别采用基于SRAM架构和基于Flash架构的FPGA作为核心处理模块与外部表决接口模块,兼顾了系统的运算速度与可靠性。其次,针对可重构星载处理系统中所涉及的可重构策略、在线重构技术以及系统同步技术进行了详细设计。最终,基于所设计硬件系统上进行的测试以及在轨的实测数据验证了该架构的可靠性和有效性。