基于内嵌光纤栅技术的钢筋混凝土梁自振频率监测试验研究

推进单一传感器多功能化发展是结构工程监测技术领域中新的研究热点之一。本文通过对以内嵌光纤光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)应变传感器的钢筋为受力筋的钢筋混凝土小梁进行ABAQUS模态分析、人工激励试验和抗弯试验,探究内嵌于钢筋的FBG应变传感器监测钢筋混凝土梁未加载和损伤状态下的自振频率方案的可行性。结果表明：通过人工激励试验获得的未加载试验梁的自振频率约为37.43Hz,与ABAQUS有限元模态分析结果38.366Hz和理论计算得出的试验梁横向振动一阶自振频率理论计算结果36.167Hz基本一致,误差不超过2.5%;在抗弯试验中,试验梁出现破损后FBG应变传感器仍能够稳定监测到结构的自振频率,在试验全过程中,FBG应变传感器能实时监测钢筋的应变变化情况,实现了用内嵌于钢筋的FBG应变传感器同时进行结构自振频率监测和应变监测的目的。     

基于HSS模型与分布式光纤监测的内支撑深基坑变形特性分析

深基坑监测可为基坑设计、施工安全提供重要的技术支持。为研究大连东港商务区内支撑深基坑开挖变形特性,结合分布式光纤监测与常规监测两种手段对基坑围护结构进行开挖同步监测,主要监测对象为：支护桩深层水平位移、内支撑轴力和基坑周边地表沉降。采用基于小应变硬化土体本构模型（HSS）的有限元软件Plaxis进行数值模拟分析,并结合有限元模拟结果与两种深基坑实测数据进行对比分析。研究表明考虑了土体小应变特性的HSS模型的有限元分析结果与实测数据都具有较高的吻合度,证明了模型的合理性。并验证了分布式光纤监测方案较常规监测手段在数据连续性和准确度方面也具有明显的优越性。本文的研究成果可为深基坑支护结构的变形监测和预警提供参考。     

光纤激光器中高斯脉冲输出特性影响因素的探究

基于耦合非线性薛定谔方程,论文数值研究了高斯脉冲在被动锁模光纤激光器中的演化,入射脉冲有快、慢两个偏振分量,两偏振方向的分量在传输过程中可以进行耦合。给出高斯脉冲演化特性与小信号增益系数和相位延迟的关系。通过比较分析得到,可以通过适当改变小信号增益或相位延迟来控制稳定传输过程中的脉冲宽度、单脉冲能量、脉冲光谱和脉冲功率。通过数值模拟,最终稳定输出中心波长为1550nm的高斯脉冲。数值模拟结果为脉冲光纤激光器中获得更窄的脉冲宽度和更高的峰值功率脉冲提供了理论参考。     

飞秒光纤光源的波分解复用-复用实验

为研究飞秒光源作为链路初始光源的可行性,使用阵列波导光栅（AWG）对265 fs光纤光源进行波分解复用 复用实验。实验光源波长为1 52765～1 56505 nm,通道数为48,通道间隔为080 nm。研究发现:在分波实验中,飞秒光纤光源经过AWG后,扫描谱线3 dB带宽为064 nm ,相邻通道串扰为2726 dB,比连续光源增大502 dB;在合波实验中,观察到AWG多端口端对宽带光源的波长选择作用,验证了AWG的色散特性,发现多光束的输出谱线总体轮廓未出现太大变形;在波分解复用 复用实验中,谱线最大损耗为251 dB,输出谱线轮廓和初始光谱基本一致,信号在传输过程中未出现明显失真,证明飞秒光源作为链路初始光源的可行性。     

光纤F-P应变测量系统在大桥监测中的应用

介绍了光纤法珀（F—P）应变测量系统的基本原理及结构,并将该系统实际应用于大佛寺长江大桥结构应变测量中．测量结果表明,光纤F—P应变测量系统的测量值能够有效地反映桥梁结构混凝土内部受温度影响的应变变化,测量系统运行正常有效．     

一种涂覆水凝胶的模间干涉型光纤pH传感器

为了实现pH值测量的微型化和智能化,提出了一种涂覆水凝胶的模间干涉型光纤pH传感器,满足了对光纤pH传感器结构紧凑、灵敏度高、稳定性好的需求。模间干涉型光纤干涉仪采用标准单模光纤错位熔接制得,对干涉仪进行拉锥提高其对外界折射率的响应灵敏度。将水凝胶涂覆在拉锥后的光纤干涉仪表面,当传感器周围pH值变化时,会引起感应区折射率的变化进而引起传输光谱发生变化,通过测量干涉仪光谱的漂移即可得到对应溶液的pH值。实验结果表明,传感器拉锥8 000μm后在pH值为1.88～7.61的测量灵敏度为0.76 nm/pH,线性相关系数为0.994。所提出的传感器pH值测量范围广、灵敏度高且成本较低,在pH值检测中具有广阔的应用前景。     

旋转中心偏移对反射光调制强度的影响

为了研究新型的旋转中心偏移传感器,在Gauss光束分析法的基础上,提出了漫反射强度调制型光纤传感器测量旋转中心偏移的计算模型。该模型从数学上描述了旋转中心偏移和反射光强度调制之间的关系,定量地得出了光纤束结构参数对传感器灵敏度和线性范围的影响。建立了高精度旋转中心偏移测量实验系统,对模型进行了实验验证。在旋转中心偏移较小的情况下,模型与实验结果相符。     

自陡峭效应对不同群色散剖面色散缓变光纤中调制不稳定性的影响

研究了自陡峭效应对不同群色散剖面色散缓变光纤中调制不稳定性的影响,结果表明：不同类型的色散缓变参数均存在某一最佳值,在此值下增益谱的谱宽最宽,而当色散缓变参数大于某—值时,增益谱宽为0。     

一种OTDR信号去噪的新方法

随着光纤传输的高速发展,对光缆线路的维护和管理要求越来越高。特别是在发生光纤故障时,会产生较强的噪声干扰。如何能够准确、快速地进行故障定位,成为保证通信网络畅通运行的关键问题。针对这一问题,提出一种基于通信光缆OTDR信号去噪的新方法。最后通过仿真实验证实,此方法可有效去除OTDR光缆信号中的强噪声,实现光缆断点的准确定位。     

基于改进OBS的iSCSI SAN

近年来,光突发交换（OBS）作为一种在目前技术条件下承载IP数据的理想光交换方案得到了广泛的关注,同时iSCSI协议的提出则为构筑以IP传输为基础的企业级存储区域网络（SAN）提供了有力的支持。在不同于传统的基于千兆以太网的iSCSI SAN网络体系的基础上,提出了一种基于改进的OBS的iSCSI SAN体系结构,通过对OBS技术进行适应性的改进,充分利用了OBS作为承载IP数据的光交换技术的高数据吞吐量的优点,以及iSCSI协议所提供的SAN与IP网络的紧密结合技术,为构筑企业级高性能IP SAN开辟了