光纤传感器在大坝安全监测中的应用研究.pdf

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1、城市建筑┃研究•探讨┃URBANISMANDARCHITECTURE┃RESEARCH•DISCUSSION光纤传感器在大坝安全监测中的应用研究StudyontheApplicationofOpticalFiberSensorinDamSafetyMonitoring■刘强邓伟■LiuQiangDengWei[摘要]本文重点阐述了光纤传感器在大坝安全监测中的情况的监测。国外在确定大坝渗透位置时，运用了损耗的光强度调制为基础，如果地下哪一处出现了具体应用，并对光纤传感器在大坝安全监测中应用前景进分布式光纤网络温度测量的方式，而对于混凝土中形变的现

2、象，同滑移面交叉的光缆也会变形，出现行了展望。的裂缝大小与位置的测定，主要依靠分布式光纤传弯曲的现象，光强迅速衰减，进而被准确定位。边感网络。国内对其的应用理论研究上也获得了长足坡变形监测的流程也同裂缝监测相同。[关键词]光纤传感器大坝安全监测应用发展，并取得了几种大坝监测研究的光纤监测系统三、光纤传感器在大坝安全监测领域的应用前景专利权。不同于传统传感器，光纤传感器的体积更小、[Abstract]Thispaperfocusesonthespecificapplicationof二、光纤传感器在大坝安全监测中的具体应用耐腐蚀能力更强、结构更简

3、单、灵敏度更高、电绝opticalfibersensorindamsafetymonitoring,andprospects1.温度监测缘性更优。随着我国科学技术的迅速发展，其光纤theapplicationofopticalfibersensorindamsafetymonitor-利用光在光纤中传输能产生拉曼散射的原理，传感技术也随之发展，种类多样。例如，已经研发ing.向光纤中注入脉冲光。它在光纤中传输的同时，不出测量压力、位移、温度、应变等变量的传感器。断产生后向散射光波，这些光波的状态受所在光纤尤其是现在比较流行的光源数据采集设备，在

4、很大[Keywords]opticalfibersensor,dam,safetymonitoring,ap-沿线散射点温度的影响而改变。将散射回的光经系程度上降低了设备成本，简洁了操作程序，缩短了plications统处理后，便可实时显示光纤沿线所测信息。由光测试时间，使得光纤传感器广泛使用在大坝安全监纤中光波的传输速度和入射光与反射光间的时间测过程中。同时，分布式光纤传感器可以连续测量我国建坝量远远高于其他国家。然而，由于大差，可定位光纤沿线所测信息。详见图1。传感器沿线的温度场分布及应变情况。该原理为：坝安全导致的事故屡见不鲜，给人们造成

5、了严重的将光脉冲发送到光纤中后，其每个单独点都要背向生命财产损失。因此，对大坝进行安全监测至关重散射回极小部分光线，光纤维散色点温度及其他因要。相比于传统传感器，光纤传感器具有数据精确、素都能够影响到散色信号的参数。即使只有微弱的自动化监测、结构简单、抗干扰性强、灵敏度高、信号散射回来，但仍然可以对其频谱进行分析。该能够控制与遥测等优势，并广泛应用于石油化工、频谱一般由“拉曼”“瑞利”两部分组成，同时还可土木、航天等领域。以细分为“斯托克斯”与“非斯托克斯”。其中“非一、光纤传感器概述图1温度监测原理斯托克斯”与光的强度和散色点温度等有着紧密联

6、光纤传感器一般可分为两大类：振幅型（又称2.渗漏监测系。正是通过这样的关系，可在大坝内埋设光纤，强度型）光纤传感器和相位型（又称干涉型）光纤渗漏会造成大坝有些部位温度出现异常情况。能够将大坝的变形及温度场连续测量出来。另外，传感器。振幅传感器的原理是：待测的物理量与光所以，测量大坝温度能够推断出是否出现渗漏，其渗流也会对堤防和土石坝的温度有所影响。因此，纤连接的光纤敏感元件相互作用，直接调制光强。应用机理同测量恩度一致。在应用过程中，为了提也可以在堤防和土石坝内埋设光纤，并利用分布式这类传感器的优点是结构简单，具有与多模光纤技高渗漏处监测的显著

7、性，可以在光缆中添加加热设光纤传感测量技术，能够将堤防和土石坝有着较大术的相容性，信号检测也较容易，但灵敏度较低。备。这样温度分布差异性更加明显，有利于观察影响的渗流区位置被准确测量出来。在此以前，该相位传感器的原理是：在一段单模光纤中传输的相分析。项技术则很难在实际工作中实现。干光，因待测物理场的作用，产生相位调制，相位3.裂缝监测四、结语型传感器的灵敏度较高，缺点是：结构较复杂，检一般采用光时域反射设备来接收分布式光纤传总的来说，随着我国光纤传感测量技术的不断测也需要复杂的方法。相位调制常与干涉测量技术感器饿信息，本质含义是传感器调制解信号

8、体现了完善，极大降低了光纤传感器及其数据采集装置的并用，构成相位调制的干涉型光纤传感器。相位调测量数据在空间领域内的变化趋势。将这一技术应生产成本。在