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《基于锚固区光纤布拉格光栅应变传感的智能缆索技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第37卷第6期中国激光Vol.37,No.62010年6月CHINESEJOURNALOFLASERSJune,2010文章编号:02587025(2010)06151006基于锚固区光纤布拉格光栅应变传感的智能缆索技术1,21111吴俊陈伟民章鹏刘琳刘立(1重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室,重庆400030;2重庆交通大学西南水运工程科学研究所,重庆400016)摘要在分析了光纤布拉格光栅(FBG)应变传感及索力测量机理的基础上,根据静力学原理对缆索索身、连接筒、锚固区应变分布进行了分析,提出了一种基于锚固区FBG应变传感的新型缆索索力
2、测量技术,并根据FBG工作稳定性原则,对FBG植入锚固区的位置进行了优化。设计了缩比模型实验,通过将FBG植于3根钢丝几何中心,保证了FBG工作的稳定性。实验结果表明锚固区内FBG所测应变值仅为锚固外FBG所测应变值的62%,且锚固区内部FBG中心波长与拉力值之间呈较好线性关系。证明了锚头内应变逐渐减小理论的正确性及该索力测量方法的可行性。关键词光纤通信;智能缆索;索力;光纤布拉格光栅;应变传感;锚固区中图分类号TN929.11文献标识码Adoi:10.3788/CJL20103706.1510SmartCableTechnologyBasedonFiberBr
3、aggGratingStrainSensinginCableAnchorageZone1,21111WuJunChenWeiminZhangPengLiuLinLiuLi1KeyLaboratoryforOptoelectronicTechnology&Systems,EducationMinistryofChina,ChongqingUniversity,Chongqing400030,China2SouthwestWaterTransportResearchDepartment,ChongqingJiaotongUniversity,Chongqing400016,C
4、hinaAbstractThemechanismsoffiberBragggrating(FBG)strainsensorsandcabletensionmeasurementareanalysised,andstraindistributionofcablebody,connectingtube,andanchoragezonearealsoanalysised,andthenanewcabletensionmeasurementmethodbasedonFBGstrainsensingofanchoragezoneisproposed.Basedonthestability
5、principleofFBG,theembeddedlocationofFBGisstudied.Scalemodelexperimentsarecarriedout,andtheFBGisembeddedinthegeometricalcenterofthreesteelwirestoensuretheworkstabilityofFBG.Experimentalresultsshowthatthemeasuredstrainofanchoringregionisonly62%ofthatofmeasuredstrainoutside,andthecentralwaveleng
6、thoftheFBGinanchoragezonehasagoodlinearrelationshipwiththetension.Thecorrectnessofthetheoryandfeasibilityofthecableforcemeasurementmethodareproved.Keywordsopticalcommunications;smartcable;tension;fiberBragggrating;strainsensing;anchoragezone1引言量方法由于以与张力直接相关的应变为测量对象,[3~5][6~8]缆索作为大桥的主要承力部件
7、,大桥的线型、内较磁弹性法、振频法等传统索力测量方法力分布、荷载,缆索本身的衰退、失效,乃至桥梁整体而言,其具有直接测量、不受缆索边界条件影响的优点,是测量精度较高的一种手段。而将应变传感元结构安全都会集中表现在缆索的受力上。为便于掌握缆索自身以及全桥的结构安全与营运状态,及时件在缆索制作过程中直接植入缆索结构,赋予缆索发现事故先兆、防止突发性事故发生,必须对缆索索自感知索力的能力,使其成为智能缆索,不仅能够力进行实时监测[1,2]。基于应变传感机理的索力测实现传感元件与缆索之
