光纤光栅传感技术及应用

介绍了光纤光栅传感技术的原理及其在土木工程、航天器、石油工业、地球动力学、医学等领域的应用,并分析了发展前景     

光纤光栅传感技术的原理与应用

光纤光栅传感技术作为是近些年来发展起来的一门新技术。具有高灵敏度、低损耗、易制作、性能稳定可靠等优点。本文阐述了光纤光栅传感技术的原理及光纤光栅传感技术的应用。     

光纤光栅传感技术在黄河坝岸监测中的研究与应用

分析黄河坝岸变形监测现状,及光纤光栅传感器的运行原理,根据两者特性,结合黄河坝体具体情况设计出方便现地安装的FBG偏斜仪。以便通过实验室标定,得到FBG偏斜仪＂波长差——角度＂关系,作为算法设计的参数依据。     

光纤光栅传感技术在土木工程结构监测中的应用

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.     

光纤光栅传感技术应用研究及其进展

光纤光栅传感器具备普通光纤传感器所不具有的不受光强波动影响、自参考的绝对测量、便于单光源波分复用和光集成四大优点,因此成为当前国内外的一个研究热点．目前光纤光栅传感器在航空航天领域和民用工程领域已得到了较为广泛的应用,而且各种新的解调方案不断被提出,然而被测参量之间的交叉敏感和解调技术等因素影响了光纤光栅传感器商品化的进程．当前的问题是探索性价比更适合于产业化的技术方案,使光纤光栅传感器能更广泛地为国防和国民经济建设服务．因此,对光纤光栅传感技术在国内外的应用研究进行了较为全面的综述,以使有关方面和同行对该研究领域投入更多的人力物力．     

基于光纤光栅传感技术的矿井结构监测

随着煤炭的深部开采,地应力的变化规律更加复杂,给煤矿带来的危害隐患日趋突出。本文利用光纤光栅传感技术的应变测试功能,介绍了其在深部矿井结构健康监测中的可行性和优越性。板集煤矿副井马头门结构健康监测实例表明:光纤光栅传感技术可以及时识别监测结构的受力状态,对可能出现的灾害提前预警,提高煤矿生产的安全性。     

光纤光栅传感系统在结构损伤识别中的应用

简述了光纤光栅传感器的传感原理,说明它具有良好的传感性能.为了表明光纤光栅传感能够用于结构的损伤识别,制作了带孔的悬臂梁结构,用盖板封住或去掉来模拟结构的完好和损伤,在结构开孔处和参考点处分别粘贴光纤光栅传感器测量结构的应变模态,通过结构应变模态在损伤前后的变化识别结构的损伤.试验结果表明,光纤光栅传感器具有很高的测量精度,能很好地识别结构的损伤.     

数据融合在光纤光栅传感网络中的应用

网络化是光纤光栅传感的一个发展方向.在光纤光栅传感网络中,不但产生的大量数据需要实时处理,还需要对数据进行筛选、总结,从而得到被测量更加准确的信息.倾斜光纤光栅是一种特殊的光纤光栅,其透射谱中除了纤芯模之外还有一系列包层模,因此可将每一个模式作为一个传感器.以光纤光栅传感网络中的温度测量为研究对象,首次提出利用倾斜光纤光栅的多个模式作为温度测量的多个传感器,采用数据融合的方法得到更加准确的温度信息.这种方法计算简便,编程容易,在实际测量系统中具有很好的应用价值.     

光纤光栅应变传感的研究

采用一种简单的传感装置和匹配光纤光栅强度解调的方法，对光纤光栅应变传感进行了理论分析和实验研究，结果表明，检测信号与传感信号的变化频率一致，相位相反，当传感信号的幅度不太大时，它们的变化波形也一致，实验结果与理论分析基本吻合。     

光纤布拉格光栅在结构应变监测中的应用研究

在实际工程结构的健康监测中,需要采集、处理大量的应变、温度等信息以提取各种健康监测所需的特征参量。为了有效监测结构的应变,利用光纤布拉格光栅（FBG）作为主要的传感元件,结合欧几里德最小距离算法等模式识别技术设计了结构应变监测系统,并利用该系统对壁板结构的应变分布情况进行了实际测试。实验结果表明,该系统能够较好实现对壁板结构的应变分布情况进行监测。     

FBG传感技术在大型桥梁健康监测中的应用

对FBG(光纤布拉格光栅)应变传感器进行了抗电磁干扰、抗零飘、可重复性等性能测试,并与传统的电阻应变片做了对比,验证了其可靠性.通过混凝土模型拟静力试验,验证了FBG传感技术的实用性和可行性.最后,以东海大桥主航道桥为工程背景,进行了FBG传感技术在大型桥梁健康监测中的应用研究.结果表明,FBG传感技术能满足大跨径桥梁结构监测的需要.     

光纤光栅传感技术研究及应用

从光纤光栅的基本原理出发,综述了光纤布拉格光栅、长周期光纤光栅在温度、应变等方面的关联特性及光纤光栅传感器的构造、主要特点、技术参数等,并介绍了常见的光纤光栅传感器在各个领域的具体应用.     

浅谈遥感技术在环境监测中的应用

环境污染遥感监测技术具有监测范围广、速度快、成本低,且便于进行长期的动态监测等优点,是实现宏观、快速、连续、动态监测环境污染的有效手段.该文介绍了应用于环境污染监测,并着重阐述了遥感监测技术在水环境污染、大气环境污染中的应用,指出了我国环境污染遥感监测技术存在的问题和发展趋势.     

光纤光栅压力计及其传感特性的研究

设计了一种基于悬臂梁结构的光纤布拉格光栅（FBG）压力传感器,采用应变片作为悬臂梁,将垂直压力转换成轴向应力. FBG固定在悬臂梁上,将应力转换成中心波长的漂移. 通过半导体激光器斜边检测法检测FBG波长的移动. 研究了FBG栅区长度和特征反射光谱宽度的关系,选择并制作了栅区长度为1 mm的FBGs作为传感器,确保FBG中心波长漂移时,半导体激光的波长仍在FBG的反射光谱区域内,扩大了传感器的动态范围. 在悬臂梁双侧设计了FBGs对结构,利用这对FBGs对环境温度相应系数相同的特性,消除环境温度波动对压力测量的影响. 在实验中改变FBGs对的温度,测量了它们对温度的响应并利用温度消敏算法获得传感器的温度不敏感性能. 提出了FBG压力传感器的空分复用技术,利用多个光纤耦合器和光电探头（PD）阵列组成传感网络. 上述的压力传感网络技术在边坡、基坑等土木工程结构安全监控领域具有实用价值.     

光纤监测混凝土面板堆石坝裂缝的布设工艺探讨

光纤传感技术应用于混凝土面板堆石坝裂缝的监测尚属首例,它的埋设工艺是国内外公认的课题,课题组通过重庆鱼跳电站工程的实践,获得了一些宝贵的经验。     

大型三维混凝土结构温度场的光纤监测技术

以中国广西红水河乐滩水电站工程为背景、以光纤分布式温度测量系统为手段，研究了3号机组常态混凝土浇筑过程混凝土结构三维温度场的变化．首先，验证了光纤分布式温度测量系统成果的可靠性和准确性；其次，埋设不锈钢铠装传感光缆2km，共10个不同高程的层面，研究了常态混凝土水化热的释放过程、冷却水管的作用效果、温度随混凝土浇筑层厚度等的变化而变化的规律．     

基于光纤光栅的变压器绕组温度监测系统

针对传统测温方法对变压器绕组温度监测效果不很理想的问题,设计了基于光纤光栅的变压器绕组温度监测系统,分析了光纤光栅传感原理,并对监测系统进行了硬件和软件的设计,利用搭建的试验光路,对监测系统进行了测试,试验结果表明采用光纤光栅作为温度检测器件,能够对变压器绕组温度进行精确测量。     

用于桥梁结构挠度自动监测的新型传感技术

挠度是评价桥梁安全性和开展桥梁监测的重要指标.分析了用于桥梁结构挠度自动监测各种新型传感技术的基本原理、性能特点及应用范围,并对比这些传感技术的测量精度、测量方式和适用桥型等.结果表明,长期在线自动动态测量和大量程测量是未来桥梁结构挠度自动监测的发展方向.     

光纤光栅自感知钢绞线在后张有黏结预应力结构中的监测

有效监测后张法有粘结预应力结构在施工过程中产生的短期预应力损失大小是评估整个预应力结构安全性的重要手段。基于对现有预应力损失监测难题及预应力损失计算的理论分析,提出了光纤光栅自感知钢绞线短期预应力损失的监测技术。基于此技术,有效监测了直线及曲线孔道梁的短期预应力损失,并与应变片监测值及理论计算值进行比较。监测结果表明：直线孔道梁短期预应力损失率约10% ,曲线孔道梁短期预应力损失约24% ;对比理论计算值,应变片的误差最大接近10.01%,且同一测点处不同应变片最大差值接近10%,数据离散型较大,而光纤光栅监测到的梁内最终有效应力误差最大仅为4.60%,且在监测过程中始终保持良好的监测性能,可见光纤光栅传感器相比电阻应变片更适合体内预应力监测。