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1、2004年第23卷第6期 传感器技术(JournalofTransducerTechnology)5光纤光栅传感技术在大结构监测中的应用进展赵山泉(武汉理工大学图书馆信息咨询部,湖北武汉430070)摘 要:在众多的传感器种类中,利用多个光纤光栅传感器可构成多路和分布式传感器等各种形式的光纤传感网络等优点,使它正在成为传感器领域中新的研究方向。光纤光栅传感器所具有的独特的技术优势使其非常适合用于桥梁、堤坝、建筑物、航空航天、航海、海洋石油平台及油田等大结构工程的监测。论述了该技
2、术的特点和近年来在国外大结构中的应用。关键词:光纤光栅传感器;大结构;监测中图分类号:TN253文献标识码:A文章编号:1000-9787(2004)06-0005-03NewprogressoffibergratingsensingtechnologyinlargescalestructuremonitoringZHAOShan2quan(InfoReferenceDeptofLibrary,WuhanUniversityofTechnology,Wuhan430070,China)Abstr
3、act:Invariouskindsofsensors,multipleanddistributedsensorsandvariousfiber2opticsensingnetworkscanbeconstitutedwithmultiplefibergratingsensors.Thisismakingitbecomeanewresearchdirectioninsensorfield.Withuniquetechnicalsuperiority,fibergratingsensorsarev
4、eryfitfortheengineeringmonitoringofbridges,dykesanddams,buildings,aviationandspace2flight,navigation,marineoildrillingplatform,oilfieldandotherlarge2scalestructureengineeringetc.Characteristicsofthetechnologyanditsapplicationinlarge2scalestructuremon
5、itoringabroadinrecentyearsarediscussed.Keywords:fibergratingsensor;large2scalestructure;monitoring0 引 言良的可靠性和稳定性;(4)利用多个光纤光栅传感器在光纤传感器的飞速发展中,以光纤光栅技术可构成多路和分布式传感器等各种形式的光纤传感为基础的光纤光栅传感器独树一帜,正在成为传感网络;(5)高灵敏度、高分辨力。器领域中新的研究方向。光纤光栅传感器所具有的1 用于混凝土结构的健康监测一些独特优点使
6、它非常适合用在大结构的监测中,由于光纤Bragg光栅传感头结构简单、体积小、这使它将取代传统的电传感器。这些优点包括:有固定的强度和耐久性,可以粘贴在钢筋混凝土结(1)传感头结构简单、体积小、重量轻、成本低、外形构和建筑物表面或埋入材料内部使用。在不影响结可变,适合埋入大结构中,可测量结构内部的应力、构强度的前提下,对应变、应力、位移、结构损伤程应变及结构损伤等,测量结果有良好的重复性;(2)度、裂缝、孔隙压力和温度等状况进行长期的连续性光纤光栅的非传导性使其对被测介质影响小,对电监测。在对现有
7、结构进行更新和改进期间可以应用磁场及电流不敏感,因而具有环境耐久性。可抗电包括利用含有埋入式光纤传感器的复合叠层人字起磁和射频雷电流的干扰、抗腐蚀,可在恶劣的化学环重架来包封水泥质支撑架。这里所用的水泥是一种境中工作;(3)安全可靠、不受干扰,在光纤光栅提供由于种种不同的集料粒经和分布在整个结构中的钢的波长编码信息中,波长作为一种绝对参数,对光源筋而含有不连续应变场的复杂结构,显示了光纤功率波动及微弯等因素造成的系统损耗极不敏感,Bragg光栅传感器对粘结料的成功应用。一种特殊的这使光纤光栅传感
8、器抗干扰能力强,显示出优坚固涂层得到典型的使用,在需要应变转移的部分,收稿日期:2003-12-29©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved. 传 感 器 技 术 第623卷光纤被涂上了直径为3mm的硬质涂料。在桥梁结2 用于航海航空航天领域构监测方面,可用来测量桥面和桥柱的静载荷和动光纤光栅传感器非常适合用来监测轮船船体结载荷。光纤光栅
