探究光纤光栅在结构健康检测中的实验研究

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1、大连理工大学硕士学位论文光纤光栅在结构健康检测中的实验研究姓名：项连清申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：李宏男20061201大连理工大学硕士学位论文摘要本文对光纤光栅传感特性进行了研究，针对大型土木工程结构长期健康监测的需要，研制开发了钢管封装的光纤光栅应变传感器和光纤光提湿度传感器，研究了封装传感器的应变和温度传感特性及其温度补偿方法，研究钢管封装的光纤光栅传感器本身应变传递的影响因素和埋入基体材料中的应变传递问题，针对具体工程需要，对光纤光栅应变传感器进行了改进，探讨了光纤光栅传感

2、器的埋设工艺，在一系列实验中实现了结构应变、温度监测。主要研究内容包括以下方面：1、基于光纤光栅的布拉格方程，分析了光纤光栅应交与温度传感特性，以及应变与温度的交叉耦合阀题，在对结构进行应变检测时，必须进行温度补偿。2、介绍了光纤光栅的传感原理，为模型实验和应变传感器的制作奠定理论基础。3、自行开发了金属管式封装的光纤光栅应变传感器和金属管式封装的光纤光栅温度传感器，并对其传感特性进行了试验研究，在实验中进行了成功的应用。4、将自行开发的光纤光栅应变传感器与温度传感器应用于模型试验中。监测了碾压

3、混凝士大坝在地震荷载的作用下的破坏规律和刚性混凝土路面板在静载及冲击荷载作用下应交规律。关键词：光纤光栅传感器；健康监测；应变传感；±本工程结构；剐性路面：碾压混凝土大连理工大学硕士学位论文ApplicationofFBGonStructuralHealthMonitoringAbstFactBasedontheresearchofFBG’ssensingproperties，thepackagedFBGsensorshavebeendevelopedforthesakeoflong-termh

4、ealthmonitoringoflargecivilinfi-astmcmre．AlsothestrainandtemperaturepropertiesofpackagedFBGsensorswellcompensationtechniquewasstudied．Andtheproblemsofthestraintransferembeddedinthehostmatrixhavebeenstudied．Forthesakeofspecificconditionincivilengineer

5、ing．themodifledFBGsensorwerestudied．AlsotheinbuilttechnologyofFBGsensorinplainconcretewasexplored．AndwhenthepackagedFBGsensorsareinseriesofexperimentsprojects，homemadeFBGsensorshavebeenusedtomonitorstrain．temperatureofthestructures．Themaincontentsoft

6、hispaperarefollowedas：Firstly，basedontheprincipleoflighttravelinFBG，thestrainandtemperaturesensingpropertiesoftheFBGsensorsaswellasthecouplingproblemsofthemhavebeenana／yzed．netemperaturecompensationofFBGsensorsaregivenwhenusingasstrainSensor．Secondly

7、,theworkingprincipiumoflighttravelinFBGhasbeenintroduced．ndrdly,consideringtheneedoflong-terramonitoringforcivilengineering,thementaltubepackagedFBGstrainsensorandtemperaturesensoraredevelopedandtheirsensingpropertiesareinvestigatedexperimeatalty．Thi

8、shome-madeFBGstrainsensorhasbeenusedinthetestsuccessfully．Fourthly。homemadeFBGstrainsensorsandFBGtemperaturesensorshavebeenusedinexperiments．TheresultsshowthattheembeddedFBGSellsOrsCanmonitorpossiblefatigueandbreakagedamagesofstructureconveniently，it