海水浸泡和紫外辐照环境下玻璃纤维增强复合材料缠绕管长期性能试验研究

玻璃纤维增强复合材料(GFRP)在海洋环境下缠绕管的长期性能变化规律是影响GFRP管设计应用的重要因素。通过对GFRP缠绕管在海水浸泡、干湿凝露循环以及紫外辐照环境中有无紫外防护涂层情况下的耐久性能进行研究，共完成了306个GFRP缠绕管试件的老化模拟试验，时间最长为90 d。老化完成后进行了环向拉伸测试，得到了不同类型工况环境对GFRP缠绕管性能的影响变化规律。结果表明：1)海水浸泡环境中，不同厚度GFRP缠绕管环向强度有不同程度的下降，但经过足够长老化时间后，不同厚度GFRP缠绕管环向强度保留率趋于一致；2)紫外辐照环境下，厚度较薄的GFRP缠绕管环向强度有明显下降；3)紫外防护涂料可以使GFRP缠绕管在紫外辐照环境下的性能退化速度减慢，对于厚度越薄的管保护作用越明显。     

荧光微探头在紫外消毒器剂量监测中的应用探讨

紫外消毒器在长期使用过程中消毒效果的可靠性是用户关注的焦点。概述了目前国际上普遍采用的紫外辐射剂量监测方法,分析了自主研发的荧光微探头和传统紫外监测传感器的区别,并探讨了荧光微探头对于监测方法的改进。8个月的实测结果表明,由于荧光微探头具有体积小、稳定性高以及对紫外线全方位响应等特点,由其构成的紫外消毒监测系统可分别监测紫外灯管输出、套管污染以及水体紫外透过率3个关键参数,从而有效指导消毒器的运行与维护。相对于目前国际上传统的剂量监测方法,自主研发的监测方法不仅可实时输出消毒器的紫外剂量,而且显著减少了生物剂量验证的工作量;在降低测试成本的同时,提高了测试精度。     

紫外线对自来水中微生物的灭活作用

选取大肠杆菌和枯草芽孢杆菌分别代表自来水中易被灭活和不易被灭活的微生物,研究了紫外线的灭菌效果。结果表明:紫外消毒对大肠杆菌具有良好的灭活作用,当紫外剂量为10 mJ/cm2时,可以达到4.66个对数级的灭活效果;在相同的紫外剂量下,紫外强度对灭活效果也有一定的影响,在紫外强度较高时会取得较好的灭活效果;原水浊度对紫外灭活大肠杆菌有一定的影响,当浊度>4 NTU时会明显降低紫外线的灭菌效果,浊度物质的存在降低了水的透光率,从而使灭活效果降低。氯对枯草芽孢杆菌的灭活效果很差,在CT值为300(mg/L).m in时的灭活率也仅为0.53个对数级,紫外线对枯草芽孢杆菌灭活效果要明显高于氯,紫外剂量为40 mJ/cm2时对枯草芽孢杆菌的灭活率可达3.3个对数级。     

光纤陀螺测量系统标度因数标定方法研究

陀螺标度因数是光纤陀螺测量系统的重要参数,其准确性对系统的应用性能有较大影响。现有标定方法受到光纤陀螺的标度因数非线性误差和转台速率误差的制约,标定精度不高。设计了一种遍历速率角度基准式的标定方法,以转台的角位置作为标定基准,在标定过程中使光纤陀螺的输入角速率历经从静止到测量范围的遍历过程,可以在不显著增加标定时间的基础上提高标定精度。进行了验证试验,结果表明,新方法的标定误差比现有方法降低一个数量级,可有效提升光纤陀螺测量系统的应用精度。     

耐湿和耐辐照老化对夹层玻璃界面粘结性能及残余抗风压强度的影响

环境老化通常会造成夹层玻璃界面粘结性能和残余抗风压强度的退化,进而影响到其耐久性和安全可靠性,但是我国至今没有能定量评价的技术方法,无法实现力学性能的监测和预测。本文提出了十字交叉法和充气加压法可分别测量耐湿和耐辐照老化前后的夹层玻璃界面粘结强度及残余抗风压强度。结果表明:测量夹层玻璃中PVB胶与玻璃粘结强度的加载速度应选取5mm/min。耐湿老化对玻璃与PVB胶的界面粘结强度影响不大,即使老化60天后,其拉伸粘结强度仅下降了12.3%。抗风压实验结果表明2+0.76+2mm汽车夹层玻璃的原始抗风压强度为91.2MPa。湿度和紫外线辐照老化对汽车夹层玻璃的残余抗风压强度影响巨大。经湿度老化112天后汽车夹层玻璃残余抗风压强度下降了32.8%;在耐辐照老化实验中,辐照仅200h后其残余抗风压强度就下降了44.6%。     

结构裂缝的分布式光纤监测方法及试验研究

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可有效避免点式检测空间不连续造成的漏检现象,且易于实现自动化监测。该文提出了布里渊光频域分析计(BOTDA)结合斜交光纤组的裂缝监测方法,通过几何分析得到了光纤应变和裂缝宽度及开展方向的理论模型,并采用标定试验建立了由光纤测试应变反算裂缝宽度及开展方向的数值方程。同时开展了光纤裂缝传感器标距和预拉力大小对测量精度影响的试验研究,并标定了300 mm标距的光纤裂缝传感器实测应变和裂缝宽度及夹角的定量关系。最后通过裂缝模拟试验对裂缝开展进行了跟踪监测,结果表明斜交光纤组能有效得到光纤与裂缝之间夹角值并实时监测裂缝宽度变化。     

关于超声仪测读方法、测距及频率对声速测值影响的研究

一、概述混凝土超声检测系根据接收波的声学参数来推断混凝土质量情况。声学参数中以声速(C)运用最多。以超声测量混凝土强度(R)为例,通常是以立方试件预先标定出R～C的经验相关式,然后实测结构物混凝土声速并以此换算混凝土强度。显然,要测准强度必须测准声速。大量试验结果证实,R～C相关关系曲线属于指数型。这种情况使得对声速测量的准     

紫外线光源的光强测定方法

紫外线光强的测量是研究紫外线杀菌和各种光化学反应的基础。 紫外线光强测量有很多种方法,物理方法有辐射照度计法;生物方法有红斑效应法、灭菌率法;化学方法有各种气、液相化学露光计,如碘化钾法、草酸铁钾法、二苯酮法等。与其它方法比较,液相化学露光计适合于在环境工程领域中的消毒、光化学反应中使用。     

低压单波长紫外灯在水下时紫外线输出量的测量

将碘化物/碘酸盐(KI/KIO_3)化学曝光剂密封于自制的计量皿内,置于水下测量低压汞紫外灯周围的辐射照度,用发散辐射模式结合辐射照度计算出紫外线的输出量。国际紫外线协会(IUVA)推荐了以凯兹方程为基础的测量和计算紫外线输出量的方法,它是发散辐射模式在介质吸光系数为零时的辐射照度计算公式。因此,提出的测量方法在原理上是IUVA测量方法向水下的拓展。考察了曝光剂浓度和曝光剂内部混合对测量结果的影响,并对计量皿石英窗的反射和吸收量进行了计算,排除了相关误差。实测结果显示,此方法有较高的精确度,在不同吸光度的水体中,分别测得同一个8 W低压汞紫外灯紫外线输出量的相对误差为1. 73%。     

光纤传声器的原理及发展前景

光纤传声器是一种由探头和光纤组合成的新型传声器,这种传声器在完成了声光转换的同时对音频信号进行了滤波处理,可用在需要抗强电磁干扰的一些特殊的环境中。本文主要介绍光纤传声器的基本原理及几种主要类型以及对该种传声器未来的前景展望。     

紫外线消毒反应器的生物验证试验研究

紫外线消毒技术存在无持续消毒效应、不能在线监测等缺点,因此为了保证紫外线消毒的安全可靠,必须对所设计的紫外反应器进行生物验证试验,以确保反应器的消毒效果和剂量。通过对加拿大紫外消毒反应器在不同透光率下的消毒效果和剂量进行研究,建立了该反应器所对应的紫外线剂量-灭活率曲线。结果表明,该反应器对MS-2噬菌体具有良好的灭活效果。     

海洋铺管船艉部可调支撑滚轮载荷监测传感器的现场标定

传感器标定一般在试验室进行。针对海洋铺管船艉部可调支撑滚轮装置拆装载荷监测传感器(简称:称重传感器)消耗工时较大,拆卸称重传感器送至试验室标定影响设备铺管施工作业的问题,提出称重传感器现场标定的方案。给出标定总体方案、标定原理、加载工装、加载液压控制系统、标定实施及标定结果。标定结果表明:标定载荷与称重传感器显示值误差,最大为5.51%,但随着标定载荷加大,标定误差逐渐减小,该称重传感器现场标定方案可行,避免了称重传感器的拆装。加载液压控制系统采用2个手动泵2人分别控制各自液压缸载荷,导致标定载荷不准确是标定误差大的主要原因。由于该称重传感器现场标定是在海洋作业船上,受海浪冲击,致使标定设备晃动,标定载荷不太稳定,也是导致标定误差大的原因。为提高标定载荷的准确性,对加载液压控制系统设计改进,还需进一步探索和研究。     

浅表层软黏土不排水强度的原位测试方法

提出了一种新的条形探头,该探头不仅具有全流动探头的优点,并缩小了已有的全流动探头的端部效应,可较好地测定浅表层软黏土的不排水强度。开展了条形探头浅层贯入室内模型试验,分析了探头贯入过程中土体的运动规律。应用数值方法进一步研究了探头贯入过程中的土体破坏模式,建立了深、浅破坏模式转换深度的下限解。依据试验结果和土体破坏形态,提出了条形探头在浅层软土中贯入时的虚拟应力场和机动场,基于极限分析理论求解了土体贯入阻力与土体强度关系的上下限解。根据试验得到的贯入阻力计算出土体强度的上下限值,十字板强度均位于极限分析上下限解之间,证明了条形探头探测浅表层软土强度的适用性。     

城北污水处理厂紫外线消毒等效生物验证剂量测定

使用准平行紫外光束仪测定了重庆城北污水处理厂终沉池出水中粪大肠菌群的紫外线响应曲线,验证了常用剂量下紫外线辐照强度与时间的互为倒数关系,并对验证微生物和商业UV消毒反应器紫外线剂量分布模式的选择进行了讨论。结果显示,当进水粪大肠菌群的浓度取3.0×106MPN/L时,与104MPN/L和103MPN/L两个排放标准对应的目标紫外线剂量分别为11.3mJ/cm2和15.8 mJ/cm2,对应的REDMS2分别为28.2 mJ/cm2和40 mJ/cm2。分析发现,当使用等效生物验证剂量(RED)方法确定紫外线消毒系统的处理能力时,进水粪大肠菌群浓度为107MPN/L的取值过于保守,会造成设备处理能力过度富余。     

紫外光辐照对阻燃ABS体系的性能影响

研究紫外光辐照对十溴二苯乙烷/三氧化二锑(DBDPE/Sb2O3)协同阻燃ABS体系力学性能和阻燃性能的影响。阻燃剂的质量分数为22%(DBDPE/Sb2O3混合物,质量比3∶1),样品距紫外灯的距离为30cm,每隔12h翻转一次。扫描电镜照片显示,ABS和DBDPE/Sb2O3协同阻燃ABS体系在紫外光辐照后均出现了大量的裂纹,但DBDPE/Sb2O3阻燃剂的存在能够限制裂纹发展。DBDPE/Sb2O3协同阻燃ABS材料的力学性能在紫外光辐照后发生下降,但其拉伸强度仍能保持76.3%。在紫外光辐照14d后,DBDPE/Sb2O3协同阻燃ABS材料的氧指数从27增加至34,同时热释放速率下降约20%。扫描电镜以及X射线能谱分析表明,溴系阻燃剂在紫外光辐照过程中向材料表面迁移,导致DBDPE/Sb2O3阻燃ABS材料在紫外光辐照后的阻燃性能明显提升。     

桥梁结构健康分布式光纤测量模型试验研究

在BOTDR光纤应变测量原理分析的基础上,首先进行了桥梁挠度测量的光纤布设研究,通过在桥梁底面采用全面粘贴的方式布设光纤,进行桥梁底面挠度分布式光纤测量;然后,根据布设光纤应变变化分布,对桥梁挠度变化进行了光纤应变定性表征研究;再通过桥梁挠度变化时光纤变形的几何原理分析,进行了光纤应变量化表征桥梁挠度的数学表达式理论分析;最后进行了模拟桥梁挠度变形时BOTDR光纤测量的室内模型试验。结果显示：BOTDR光纤测量得到的桥梁挠度和百分表测量数值基本一致,BOTDR不仅可以表征桥梁挠度变形程度,而且可以精确标定桥梁变形范围和挠度分布,说明BOTDR分布式光纤监测技术进行桥梁挠度测量是有效的和可行的。     

光纤光栅传感器在冰力测量中的应用

目前,现场直接测量冰力的方法大多是采用压力盒或测力计。基于光纤光栅传感器的许多优点,根据等强度梁工作原理,自行研制了一种光纤光栅冰力传感器并对灵敏度系数进行了标定。将它应用于室内开展的冰力模型试验,测得的冰力在数值大小和特性上均与实际比较符合。说明设计方案和思想是正确的,同时与传统的测力计相比,具有制作方便、体积小质量轻以及费用较低等优势;若能进行更科学的封装后,将会在实际工程中发挥积极作用。     

基于白光干涉原理的光纤传感技术—Ⅵ.白光干涉光纤传感器的多路复用技术

白光干涉光纤多路复用技术在传感测量领域是一项非常有吸引力的技术。它可以避免长相干长度的信号对传感系统带来的各种限制和问题。白光干涉光纤多路复用技术的一个主要优点是不需要采用相对复杂的时分或频分复用技术,就能将多个传感器的信号相干复用在一路光信号中。提出并验证了多种复用方案,采用独立的解调干涉仪,使其光程差与遥感干涉仪的光程差相匹配。这里,传感干涉仪是完全无源的,且解复用干涉信号对连接端面处的任何相位或长度的变化都不敏感。在实际应用中,干涉系统采用的是商用光缆和光学低相干反射计,可以测量传感阵列中每段传感光纤的绝对长度。这些传感方案对于温度或应变的遥测非常有用,且可实现对智能皮肤结构的形变传感测量。如果将光纤传感器阵列安装在桥梁、建筑框架、大坝和隧道中构成智能结构,可实现对这些智能结构材料所受应变的终身监测。     

分布式光纤传感技术在高面板堆石坝内部变形监测中的应用

面板堆石坝内部变形监测是评价其变形稳定和安全的重要指标，针对传统监测技术在高面板堆石坝内部变形监测方面的不足，提出了一种基于分布式光纤传感技术的高面板堆石坝内部变形监测方法，在200m级高面板堆石坝中开展应用研究。对比研究了3种光纤布设方式（分别安装于45a型工字钢、6分镀锌钢管和保护沙层中）测量水平位移的可行性，3种布设方式实测结果最大平均差值均小于1.0mm，说明3种方式测量一致性较好。结合数值计算和传统水管式沉降计测量结果，基于分布式光纤传感技术的坝体内部变形结果与数值计算结果基本吻合，且沉降监测结果与水管式沉降计测得量值的平均误差小于10mm，表明本技术可以满足高面板堆石坝内部变形监测需要，验证了基于分布式传感光纤技术在坝体内部变形监测应用的合理性和可行性。     

煤气柜光纤测量的精度补偿技术

由于大型一氧化碳气柜在数十米的工作行程中，柜体始终沿导轨交替地左右旋转２０°，光纤柜位计测得的钢绳长度并不是气柜的真实高度。将柜位计的计量钢绳移至柜顶计算好的点上，可以较好地弥补这一误差。但通过二次仪表的中央处理器用数学公式来修正所测数据，才是充分发挥光纤传感器高精度优越性的根本方法。