光纤光栅传感技术在土木工程结构中的应用研究

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光纤光栅是最近几年发展最为迅速的光纤无源器件之一.光纤光栅传感技术具有许多特有的优点,自从1978年K.O.Hill等人首先在掺锗光纤中采用驻波写入法制成世界上第一只光纤光栅以来,光纤光栅的出现极大地拓宽了光纤技术的应用范围,应用成果日益增长,已成为目前土木工程结构监测领域中最有发展前途的传感方式之一.由于光纤光栅传感技术在国内的发展相对较慢,特别是在土木工程结构中的应用,还没有形成统一的行业标准及方法,该文在对国内设计研究总结的基础上,针对这一测试技术在土木工程结构中的应用,进行以下几方面的研究工作:1.对光纤光栅传感技术的原理和测试方法进行了介绍,分析了光纤光栅应变与温度传感及其特性,并且对温度补偿方法进行介绍.2.通过实践得出光纤光栅传感器在钢结构和钢筋混凝土结构中安装方法和步骤;3.通过几种环氧粘接剂的对比,分析了粘接剂对测量精度的影响.裸栅和封装的光栅传感器对比分析表明封装的光栅传感器测量精度较高.同时对封装光栅传感器的测试值与理论值进行对比,可以得出了光纤光栅传感技术可以满足工程的精度要求;4.通过在加固后重载吊车梁圆弧端头的应力测试和地基沉降的间接监测,对光栅传感器在土木结构测试中的布设、连接和监测等进行了研究与讨论,分析结果表明:该技术的测试数据稳定、可靠,与理论计算结果吻合较好;在远距离传输情况下,信号损失小、比较稳定,是一种土木工程结构安全健康监测的有效手段.
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