新型埋入式长距离应变光纤传感器研制及性能研究.pdf

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1、第24卷第2期传感技术学报V01．24No．22011年2月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSFeb．2011PreparationandPerformanceResearchonaNovelEmbeddedLong-DistanceOpticalFiberSensorMAOJianghong，HEYong，JINWeiliang(InstituteofStructuralEngineering，ZhejiangUniversity，Hangzhou310058，China)Abstract：Duetothecharac

2、teristicsoftheopticalfibers，thedistributedopticalfibersensorbasedonBrillouinscatteringisquitesuitableforstructuralhealthmonitoringofstrainandtemperature．Thetechnologyofprotectingthebrittleopticalfiberfromdamageisthekeypointonitsapplicationtocivilengineering．Inthispaper，anovelprepa

3、rationmethodofem—beddedlong—distanceopticalfibersensorisintroduced．Theopticalfibersarelaidintomicro-tubebyair-blowingtechnique，andthenfixedtightlyinmicro—tubeafterhardeningofcementgroutswhichareinfusedbyvacuumgroutingtechnique．Theperformanceofthenovelsensorismainlydependedonthedia

4、meterofthegroutlayerandthephysicalcharacteristicsofthemlero—tube．Theinfluencetoaccuracyofstrainmeasurementisstudiedbytheoreticalanalysesandexperiments．Theexperimentresultswhichagreeththeoreticalanalysesshowthatthesensorwithsmallerdiameterandhigherelasticmoduleshasbettermeasuringpe

5、rformance．Thecalibrationtestprovesthatalldifferentformsofembeddedlong—distancefiberopticalsensorscallmonitorinnerstrainofstructureaccurately．Keywords：civilengineering；distributedopticalfibersensor；embeddedsensor；longdistance；measurementaccuracyEEACC：7230E；7320Gdoi：10．3969／j．issn．1

6、004—1699．2011．02．007新型埋人式长距离应变光纤传感器研制及性能研究丰毛江鸿，何勇，金伟良(浙江大学结构工程研究所，杭州310058)摘要：基于布里渊散射的分布式光纤传感技术可检测长距离光纤沿线的分布式应变和温度，非常适用于结构健康监测。但如何保证传感光纤在铺设及后期监测过程中的安全性是其应用于土木工程领域的关键问题。介绍了一种新型埋入式长距离光纤传感器的研制方法，首先在结构施工过程中根据监测网设计预埋微管，再通过气吹技术将传感光纤铺设至微管内部，最后利用真空辅助灌浆技术将水泥净浆灌入微管以固定传感光纤。通过理论分析和实验研究分别对影响该光

7、纤传感器性能的填充层厚度、微管物理特性等因素进行了分析研究。分析结果表明埋人式长距离光纤传感器应变测量精度随外径减小、微管弹性模量增大而提高。标定试验结果表明各传感器工作性能和理论分析结果一致，均能准确感应结构内部应变信息。关键词：土木工程；分布式光纤传感器；埋人式传感器；长距离；测量精度中图分类号：TN29；TU317文献标识码：A文章编号：1004—1699(2011)02—0190—06工程结构特别是大型结构在材料劣化、环境及目前，分布式光纤传感技术主要应用于已建结构荷载作用下难以保证全寿命健康运营，病害出现的的健康监测，通过在结构表面布设传感光纤以

8、获取结位置及程度具有随机性，因此对其进行健康监测具构应变信息。如S