低相干光纤锈蚀监测系统的优化研究

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1、硕士学位论文PerformanceOptimizationStudyoftheLow--coherenceOpticalFiberCorrosionMonitoringSystem学号：21102067完成日期：2014年5月大连理工大学DalianUniversityofTechnology大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对

2、本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：塑箜王垫至堡遮堕塑叁塞2型垒作者签名：醯塾日期：兰!竺年—互月』L日大连理工大学硕士学位论文摘要钢筋混凝土结构的锈蚀监测是结构健康监测中一个重要的研究方向。基于迈克尔逊干涉原理和光纤传感技术，我们设计了低相干光纤传感系统，并成功地应用于钢筋混凝土结构的锈蚀监测，其测量精度可以达到微米量级。在测量系统的实际应用中，一方面由于该系统涉及的扫描参考光程较短，因而对快速准确地配长传感光纤提出了更高的要求。然而目前市场上还没有比较好的、精度在l厘米左右的、测

3、量范围在0-400米内的简便方法。另一方面，由于监测环境和地理位置的限制，工作人员难以长期留在现场对仪器进行相关参数的设置。而随着锈蚀点的加深，仪器信噪比会急剧下降，某些参数的调整又是必须的。针对上述两方面的问题，本文分别提出了相应的解决办法，实现了对低相干光纤锈蚀监测系统的优化。首先，结合激光测距系统体积小、质量轻、精度高、分辨率高、抗干扰能力强、易于携带等优点。本文根据测量时间、精度和分辨率的要求，选择激光相位测距法来测量光纤的长度，进而实现方便快速地配长光纤。并通过测长实验验证了激光测距在光纤配长上的优势和实用性。另外，远程监控是以计算机技术为核心，

4、通过网络通信系统对远端进行监视和控制，完成对网络状态和远端设备的控制、维护等功能。本文利用LabVlEW网络通信功能，即TransmissionControlProtocol／IIltemetProtocol(TcP／IP)通信和远程面板连接技术，实现了对锈蚀监测系统测量参数的远程设置和数据传输。实验测量表明，该方法操作简单可靠，数据传输稳定，能够满足锈蚀监测长期性的要求。这两项技术使得低相干光纤传感系统的性能有了明显的改进，在实践中得到了很好的体现。关键词：低相干光纤传感；锈蚀监测；激光测距；远程监控低相干光纤锈蚀监测系统的优化研究Performance

5、OptimizationStudyoftheLow—coherenceOpticalFiberCorrosionMonitoringSystemAbstractCorrosionofsteelinconcretewasamajorcauseofstructuraldeterioration．Whichhadbecameoneofthemostimportantaspectsinstructuralhealthmonitoring(SHM)．Hence，alow—coherenceopticalfibersensingsystem(LCFS)basedonM

6、ichelsoninterferenceWasdevelopedtomonitoringsteelcorrosioninconcrete．whichcanachievetheresolutioninthescaleofmicro·meter．HoweveLthescanningopticalpathofthissystemwasveryshort,andhowtorapidlyandaccuratelymatchthesensingfiberlengthshouldbeaddressed．Also，environmentanddistancefromthe

7、monitoringsitestothelaboratorylimitedengineerstooperatethesystemandobtmnthedataeasily．Hence，inthisthesis，optimizationsofLCFShavebeendonetosolvethementionedproblems．Laserranginghasmanymerits，suchassmallvolume，lightquality，highprecision，widemeasurementrangeandstronganti-jammingcapab

8、ility，etc．Thisthesisintroducedsev