光纤传感分析仪厂家分享光纤光栅传感器的应用
自1989年美国Morey等首次进行光纤光栅的应变和温度传感器研究以来,世界各国对此非常关心,并展开了广泛的应用研究,短短10多年时间里,光纤光栅已经成为传感器领域增长最快的技术,并在航空航天、土木工程、复合材料、石化等诸多领域取得了成功的应用。下面光纤传感分析仪厂家为大家详细介绍下
1、土木和水资源管理项目的应用
土木工程的结构监测是光纤光栅传感器应用最活跃的领域。力学参数的测量对桥梁、矿山、隧道、大坝、建筑物等的维护和健康状况监测至关重要。通过测量上述结构的变形分布,可以预测结构的局部负荷和健康状况。光纤光栅传感器可以粘贴在结构表面或事先埋在结构中,同时进行结构的状态检测、冲击检测、形状控制、振动阻尼检测等,以监测结构的缺陷状态。还可以将多个光纤光栅传感器连接到传感器网络上,进行结构准分布式检测,并用计算机远程控制检测信号。
2、在桥梁安全监测中的应用
目前光纤光栅传感器使用最多的领域是桥梁的安全监测。斜拉桥斜拉索、悬索桥主缆、吊杆、系杆拱桥系杆等是这些桥梁系统的核心力量缺失,用于结构加固的锚索、锚杆等其他土木工程结构的预应力锚固系统也是重要的力量缺失。这些力构件的力大小及分布变化最直接地反映了结构的健康状况,因此对这些构件的力状态监测及由此产生的安全分析评价具有重要意义。
加拿大卡尔加里附近的Beddington Trail大桥是最早使用光纤光栅传感器测量的桥梁之一(1993年),16个光纤光栅传感器贴在预应力混凝土支撑的钢筋和木炭纤维复合材料钢筋上,长期监测桥梁结构。以前被认为是不可能的。德国德累斯顿附近A 4高速公路上有72米跨度的预应力混凝土桥,德累斯顿大学的Meis-sner等将布拉格光栅埋在桥上的混凝土棱镜中,测量负载下的基本线性响应,并对现有的变形测量仪进行比较实验,证明了光纤光栅传感器的应用前景。瑞士应力分析研究所和美国海军实验室、瑞士洛桑附近的V aux箱型天桥建设过程中,使用32个光纤光栅传感器监测箱形梁被推时的准静态变形。32个光纤光栅分布在箱型梁的不同位置,用扫描法-辐射计调整信号。2003年6月,由同济大学史加均老师主持的卢浦大桥健康检查项目采用了上海资产光电的光纤光栅传感器,用于检测各种情况下桥梁的应力应变和温度变化。
施工情况:整个测试项目的实施包括三个主要阶段:传感器部署、数据测量和数据分析。卢浦大桥的选定端面部署了8个光纤光栅应变传感器和4个光纤光栅温度传感器,其中8个光纤光栅应变传感器连接1,4个温度传感器连接1,通过光纤传输到桥管,实现桥的集中管理。数据测量的周期取决于所有者的要求,通过加载到桥面的方式,使用光纤光栅传感器网络分析仪完成桥梁的动态变形测试。
3、在混凝土梁变形监测中的应用
1989年,美国布朗大学的Mendez等人首先将光纤传感器埋在混凝土建筑物和结构中,并在实际应用中说明了该研究领域的一些基本构想。此后,美国、英国、加拿大、日本等国家的大学、研究机构为研究光纤传感器在智能混凝土结构中的应用投入了很大的力量。
混凝土结构浇筑时出现的一个非常棘手的问题是,混凝土浇筑时,如何防止传感器和光缆受损。光纤Bragg光栅一般记录在普通单模通信光纤上,其质地脆脆易断,为了适应土木工程施工的粗糙特点,用传感器测量建筑物结构变形时应采取适当的保护措施。
一个可能的方案是,在钢筋笼上放置混凝土变形传感器的光纤电路后,根据钢丝等预先确定的位置,将混凝土变形传感器固定在钢筋笼上,然后用纱布缠绕中间段,用胶带固定。粘贴的钢筋变形传感器通常由外部涂层层保护。
4、水位遥测应用中
光纤光栅技术平台开发的高精度光学水位传感器,旨在测量河流、湖泊和下水道系统水位。传感器的精度可以达到0.1% f s。光纤安装在传感器内部,由于光纤核心折射率的周期性变化,形成FBG,反射符合布拉格条件的特定波长的光信号。FBG连接到弹性隔膜或其他设备时,水位变化会延长或压缩FBG。另外,反射波长随着折射率周期性的变化而变化。这样就可以根据反射波长的偏移监视水位的变化。
5、在高速公路健康检查中的应用
道路健康监测的必要性:交通是与人密切相关的事情,也是制约城市发展的主要因素。可以说,交通的好坏可以直接决定一个城市的发展命运。每年国家都要为道路建设及维护投入大量资金,其中维护费用占很大一部分。尽管如此,每年都有大量道路被破坏,道路的早期损坏也成为影响高速公路使用功能的发挥和引发交通事故的巨大病害。破坏一般是汽车超载、超速和自然原因造成的,与道路建设质量有很大关系。因此,在道路施工过程和使用过程中进行健康检查是必要的。目前道路一般分为基层、普通层、沥青层,施工过程中温度和应变传感器能及时得到温度和应变的变化,实现道路质量实时监测。详细了解施工材料的特点和影响施工质量的因素。
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