光纤光栅传感技术的岩土体测斜仪研发及工程应用

光纤传感、光纤光栅、光纤光栅传感 光纤传感技术由于光纤不仅可以作为光波的传输媒质，而且光波在光纤 中的传播时表征光波的特征参量（振幅、相位、偏振态、波长等）因外界因素 （如温度、压力、磁场、电场、位移等）的作用而间接或直接地发生变化，从 而可将光纤用作传感器元件来探测各种待测量（物理量、化学量和生物量）， 这就是光纤传感器的基本原理。光纤传感技术的分类光纤传感器可以分为传 感型（本征型）和传光型（非本征型）两大类。利用外界因素改变光纤中光的 特征参量，从而对外界因素进行计量和数据传输的，称为传感型光纤传感器， 它具有传感合一的特点，信息的获取和传输都在光纤之中。传光型光纤传感器 是指利用其它敏感元件测得的特征量，由光纤进行数据传输，它的特点是充分 利用现有的传感器，便于推广应用。这两类光纤传感器都可再分成光强调制、 相位调制、偏振态调制和波长调制等几种形式。光纤传感器的特点1、

光纤光栅是一种新型的光无源器件,它的出现使光纤由被动的传输介质转化为主动的光子器件,并以其独特的优势在光纤传感技术领域得到了广泛应用。

光纤光栅传感技术是国际上近十年发展起来的新型传感技术,既用光纤感测信号又用光纤传输信号,是以光纤为载体的传感技术的最杰出代表。目前该技术已经相对成熟,并成功地应用于多个相关行业。介绍了在光纤光栅技术平台上研制出的传感器的特点、工作原理及其在水利监测中的应用,着重于光纤光栅传感技术在水位遥测及大坝安全监测上的应用。

光纤光栅传感器光纤光栅传感器

光纤光栅传感器是20世纪90年代光纤传感器领域最主要的发明,它是一种光纤无源器件,具有可靠性好,测量精密度高,抗电磁干扰强等特点。光纤光栅的发明,在光纤传感领域引起了革命性的变化,突显出它在信息领域的重要地位。本文着重介绍了光纤光栅的发展过程、光纤光栅传感器的原理、以及在传感方面的现状和运用,并分析光纤光栅传感器在实际工程应用中的一些瓶颈之处,且提出了相关的看法。

光纤光栅传感器是20世纪90年代光纤传感器领域最主要的发明,它是一种光纤无源器件,具有可靠性好,测量精密度高,抗电磁干扰强等特点。光纤光栅的发明,在光纤传感领域引起了革命性的变化,突显出它在信息领域的重要地位。本文着重介绍了光纤光栅的发展过程、光纤光栅传感器的原理、以及在传感方面的现状和运用,并分析光纤光栅传感器在实际工程应用中的一些瓶颈之处,且提出了相关的看法。

光纤光栅传感器的应用 一、光纤光栅传感器的优势 与传统的传感器相比,光纤bragg光栅传感器具有自己独特的优点: (1)传感头结构简单、体积小、重量轻、外形可变,适合埋入大型结构中, 可测量结构内部的应力、应变及结构损伤等,稳定性、重复性好; (2)与光纤之间存在天然的兼容性,易与光纤连接、低损耗、光谱特性 好、可靠性高; (3)具有非传导性,对被测介质影响小,又具有抗腐蚀、抗电磁干扰的特 点,适合在恶劣环境中工作; (4)轻巧柔软,可以在一根光纤中写入多个光栅,构成传感阵列,与波分 复用和时分复用系统相结合,实现分布式传感; (5)测量信息是波长编码的,所以,光纤光栅传感器不受光源的光强波 动、光纤连接及耦合损耗、以及光波偏振态的变化等因素的影响,有较强的抗 干扰能力; (6)高灵敏度、高分

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.

分布式光纤光栅传感技术在混凝土梁监测中的应用——文章首先介绍了分布式光纤光栅传感技术监测混凝土梁的原理，然后进行了实验梁的静栽实验。结果表明：通过与理论值、传统电阻式应变片的测量值进行比较，光纤光栅传感器的测量数据具有足够的精度和良好的可靠性...

文章首先介绍了分布式光纤光栅传感技术监测混凝土梁的原理,然后进行了实验梁的静载实验。结果表明:通过与理论值、传统电阻式应变片的测量值进行比较,光纤光栅传感器的测量数据具有足够的精度和良好的可靠性。

本文通过对光纤结构及原理的了解,解释了光纤中光波传播的主要特点。在了解了光纤光栅传感器构造及工作原理的同时,以钢板-混凝土结构材料为实验模型,利用光纤光栅传感器作为检测仪器,通过在钢板-混凝土材料构成的桥面上布置不同数量和种类的fbg,同时认为施加不同载荷,观察fbg的检测结果和检测数据。实验证明,光纤光栅传感器对于钢板-混凝土组成的结构进行的无损检测,其安全系数和检测效率较其他无损检测技术具有明显的优势。

采用耦合波理论分析了光纤光栅对光的反射机理及其传感原理,提出了光纤光栅在温度测量和位移测量中的应用方案,给出了实验结果,展望了光纤光栅在光纤传感和光纤通信方面的应用前景.

由于光纤光栅传感器具有抗电磁干扰、尺寸小、容量大、准分布式测量,并且可以实现远距离长期监测与传输的特点,其在结构健康安全监测中得到日益广泛应用。文中论述了在大型装卸设备翻车机中引入结构健康安全监测的必要性,概述了光纤光栅传感技术的基本原理,并以翻车机为例,介绍结构健康安全监测系统的应用及关键技术,包括温度补偿、基于有限元分析的测点分布、数据采集与处理和安全预报警。

随着我国城市化水平的不断提高,城市交通状况越来越紧张,而城市轨道交通的建设与发展具有运量大、快速安全以及环保等特点,在缓解城市交通压力,改善城市空气环境质量十分有利。为了确保轨道交通车辆安全运行,对车辆运行信号进行准确监测极其重要,并且因为城市轨道交通的运营编组较小、密度较高、运行时间间隔也比较短等特点使轨道交通的信号监测需求比铁路更大。而光纤光栅传感技术的精度与灵敏度都比较高,并且可以有效防止电磁干扰,提高信号传输的稳定性与可靠性。因此,对光纤光栅传感技术的应用原理进行分析,探讨光纤光栅传感技术在轨道交通车辆中的有效应用,对提高轨道交通车辆运行监测水平有重要意义。

光纤光栅传感技术具有传统传感器无可比拟的优势,重大工程结构的健康诊断与监测是跨学科的前沿研究领域。介绍了光纤光栅传感技术用于重大工程结构的原理、国内外研究以及在重大工程中应用的概况,阐述了基于光纤光栅传感技术和应变模态理论的损伤自诊断智能结构系统的基本构成、原理,并指出近期应当加强光纤光栅传感技术的结构诊断、动态解调、工业化批量生产及其埋设等方面研究工作。

介绍了一种利用光纤f-p滤波器解调的、可同时测量应变及温度两种参数的光纤光栅传感系统。将一个光纤光栅的长度分成相等的两部分,其中一部分的两端固定在一块钢板上,另一部分处于自由状态。根据这两部分光纤光栅对应变及温度的不同感应,实现对应变及温度的同时测量。可利用波分复用技术实现对分布式应变及温度的测量。应变、温度的测量分辨率分别可达1.3με及0.12℃。

将光纤光栅(fbg)封装入以超磁致伸缩材料(gmm)与永磁体构成的传感基座内形成系统核心传感部件,并将其放置于电流形成的磁场中,构成电流传感器。利用光纤迈克尔逊干涉仪(mi)对fbg波长的变化进行解调,从而获得被测交流电流信号。实验结果表明,检测幅值100a~2000a的交变电流时,该传感器对交变电流具有良好的线性响应。

光纤光栅传感健康监测技术及其工程应用项目源自辽宁省科学技术基金（20032120）、辽宁省科学技术重点基金（20042149）以及国家自然科学基金（50408031）。承担单位为大连理工大学，项目负责人为李宏男教授。本成果于2006年获得辽宁省科学技术进步一等奖。光纤光栅可以埋入大型土木结构并对其内部的应变等参数进行实时的高分辨率和大范围监测，是未来智能结构的集成光学神经，也是目前结构健康监测首选的传感器。本项目围绕埋入式光纤光栅传感器的应变传递机制、在非轴向力作用下光纤光栅传感器的应变传递率、

光纤光栅传感信号的解调问题

基于压电陶瓷的光纤光栅传感器的设计。主要方法是利用改变压电陶瓷的相关封装的新结构,再结合光纤光栅而制成的电压传感器。由实验结果得出:在0～160v的电压范围内,中心波长的变化与该传感器两端的电压的改变有很好的线性关系,线性拟合度可达0.99,线性调谐的波长范围约为1.6nm。

光纤光栅传感技术作为工程结构监测的一种全新方法,因其具有较高的性价比而备受青睐;以桥梁静载试验为例,详细介绍了光纤光栅传感原理和布设工艺;根据静载试验得出的应力应变数据对桥梁健康状况加以分析表明:光纤光栅传感技术性能稳定、数据能较好反映出实桥在荷载作用下的健康状况。

桥梁结构健康监测工作中,为促进监测水平提高,应该结合实际工作需要,采取有效的技术措施,严格遵循工作流程,促进监测水平提高。提出了桥梁结构健康监测的影响因素,指出了桥梁结构健康监测的常见方法,分析了光纤光栅传感技术在桥梁结构健康监测应用存在的不足,并提出改进和完善对策。