【摘要】：現(xiàn)代重大工程的結(jié)構(gòu)性能要求高,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,對(duì)其實(shí)施監(jiān)測(cè)及時(shí)發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)損傷部位及破環(huán)程度,評(píng)估結(jié)構(gòu)安全性能,預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)性能的變化和剩余使用壽命,對(duì)提高工程結(jié)構(gòu)的運(yùn)營(yíng)效率、保障人民生命財(cái)產(chǎn)的安全具有極其重要意義。光纖光柵具有測(cè)量精度高、靈敏度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、電絕緣、抗電磁干擾能力強(qiáng)、測(cè)量對(duì)象廣泛、易構(gòu)成傳感網(wǎng)絡(luò)、實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等優(yōu)點(diǎn)。隨著光纖光柵傳感技術(shù)的高速發(fā)展,光纖光柵在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域引發(fā)了一場(chǎng)變革。本文主要內(nèi)容如下：首先介紹了光纖光柵傳感技術(shù)的優(yōu)越性和發(fā)展現(xiàn)狀,詳細(xì)闡述了光纖光柵的結(jié)構(gòu)和傳感原理,進(jìn)一步深入研究了光纖光柵應(yīng)變和溫度傳感器的傳感特性；隨著光纖光柵的制造技術(shù)不斷完善,逐漸顯示出其不可替代性以及在各個(gè)領(lǐng)域的極大應(yīng)用前景,利用它對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行健康監(jiān)測(cè),是土木工程領(lǐng)域發(fā)展的重要方向之一；其次提出平面二維光纖光柵應(yīng)變傳感器和空間三維光纖光柵應(yīng)變傳感器的設(shè)計(jì)。針對(duì)處于復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的工程結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的“維度匹配”問(wèn)題,提出并研制了平面二維光纖光柵應(yīng)變傳感器和空間三維光纖光柵應(yīng)變傳感器,通過(guò)對(duì)平面二維光纖光柵應(yīng)變傳感器和空間三維光纖光柵應(yīng)變傳感器的開發(fā)及傳感器特性的試驗(yàn)研究,能夠解決處于復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的重大工程結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)的問(wèn)題,試驗(yàn)證明這兩種多維光纖光柵應(yīng)變傳感器靈敏度高、可靠性好、對(duì)結(jié)構(gòu)自身影響小、存活率高,不僅安裝靈活而且還以可重復(fù)利用,能與待測(cè)結(jié)構(gòu)很好的結(jié)合,適用重大工程結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測(cè)；最后針對(duì)光纖光柵傳感器在沈陽(yáng)文化藝術(shù)中心工程和國(guó)電和風(fēng)鐵嶺臺(tái)子山風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)錨桿工程中的應(yīng)用進(jìn)行了研究,通過(guò)對(duì)沈陽(yáng)文化藝術(shù)中心工程支撐體系中扣件式腳手架應(yīng)變的監(jiān)測(cè),實(shí)現(xiàn)了對(duì)扣件式腳手架的穩(wěn)定承載性能及安全性的評(píng)估；通過(guò)對(duì)國(guó)電和風(fēng)鐵嶺臺(tái)子山風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)錨桿的監(jiān)測(cè)來(lái)觀察其應(yīng)變的變化情況,實(shí)現(xiàn)了對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行長(zhǎng)期全程實(shí)時(shí)安全監(jiān)測(cè)。
【圖文】：

，風(fēng)，加之鋼梁間剪刀撐和柱間剪刀撐嚴(yán)重不足，引發(fā)了鋼屋蓋結(jié)構(gòu)整體巧塌事故，人死亡，２人受傷（見圖ｌ．ｌｉｓｊ）。２００９年７月２３日，河北省晉州市廣播電視發(fā)射塔工質(zhì)量差被大風(fēng)刮倒，造成２７０萬(wàn)元經(jīng)濟(jì)損失，更造成惡劣社會(huì)影響。２０１０年，明新機(jī)場(chǎng)航站區(qū)停車樓及高架橋工程引橋發(fā)生了騎塌，事故造成多人傷亡。逡逑

１．３．１光纖光柵傳感系統(tǒng)組成逡逑光纖光柵傳感系統(tǒng)系統(tǒng)主要由光纖光柵傳感器和數(shù)據(jù)采集設(shè)備兩部分組成，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)逡逑構(gòu)成圖如圖１．２所示。光纖光柵波長(zhǎng)解調(diào)設(shè)備采用美國(guó)Ｍｉｃｒｏｎ邋Ｏｐｔｉｃｓ公司生產(chǎn)的ＳＭ邋—１３０光逡逑纖光柵波長(zhǎng)調(diào)制解調(diào)儀。光纖光姍傳感器核屯、元件為光纖光柵，主要由纖芯、包層、和涂逡逑覆層組成（如圖１．３）。纖忘主要成分是二氧化括，，通常在纖芯中慘入微量二氧化錯(cuò)來(lái)改變逡逑纖蒼的折射率，由于纖芯的折射率大于包層，通過(guò)纖芯的光能夠在纖巧內(nèi)發(fā)生全反射，使逡逑關(guān)信號(hào)能夠?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)距離傳輸。纖芯直徑一般為５－５０微米，包層直徑１２５微米。涂覆層通常由逡逑環(huán)氧樹脂、橡膠等高分子材料制成，直徑一般為２５０微米。逡逑Ｐ—＂Ｉｔ纖完……逡逑ｒ￣＇＂—連接跳凌z@賽襄豁…逡逑Ｉ逡逑Ｉ邋．邐郎Ｇ波長(zhǎng)調(diào)制解調(diào)化逡逑Ｉ邐計(jì)算機(jī)處理中也邐■逡逑Ｉ邐反饋結(jié)果信息邋與逡逑圖１．２監(jiān)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成圖逡逑Ｆｉｇ．１．２邋Ｔｈｅ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ邋ｓｙｓ化ｍ逡逑光纖徐覆層逡逑光纖纖芯邐＼邐邐逡逑（１２５仰）心訴靜）邐一？’逡逑光纖護(hù)套（０．９ｍｍ）逡逑圖１．３光纖基本結(jié)構(gòu)圖逡逑Ｆｉｇ．１．３邋Ｔｈｅ邋ｄｉａ２ｉ＊ａｍ邋ｏｆ邋化６邋ＯＤｔｉｃａｌ邋ｆｉｂｅｒ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ逡逑由于環(huán)境參量如溫度、應(yīng)為的變化改變了光纖光柵的光學(xué)性能，使?jié)M足光纖布拉格條逡逑件的光波長(zhǎng)發(fā)生了變化。利用光纖光柵傳感器對(duì)外部環(huán)境變化的敏感性，由光源發(fā)生器發(fā)逡逑出寬譜光
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TU317;TP212

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 ;新型光纖光柵2×2矩陣計(jì)算模型[J];中國(guó)計(jì)量學(xué)院學(xué)報(bào);2001年02期

2 ;光纖光柵震動(dòng)傳感的匹配檢測(cè)[J];中國(guó)計(jì)量學(xué)院學(xué)報(bào);2001年02期

3 劉勇,孔德清,趙肇雄;一種特殊啁啾摩爾光纖光柵透射譜的分析[J];光學(xué)儀器;2004年06期

4 胡曙陽(yáng),何士雅,趙啟大,田大偉,邵晴,王智群,董波;一種光纖光柵氣壓調(diào)諧方法[J];北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2004年04期

5 陳海清,黃飛;光纖光柵測(cè)力環(huán)及其應(yīng)用[J];華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2005年05期

6 陸錚;光纖光柵用于木結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)[J];住宅科技;2005年11期

7 周智;李冀龍;歐進(jìn)萍;;埋入式光纖光柵界面應(yīng)變傳遞機(jī)理與誤差修正[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2006年01期

8 殷金堅(jiān);劉光達(dá);;聲光濾波原理在光纖光柵中的應(yīng)用[J];電光與控制;2006年04期

9 褚佩華;;光纖光柵火災(zāi)自動(dòng)探測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用于石化企業(yè)[J];電氣時(shí)代;2006年07期

10 于志輝;余重秀;王葵如;王旭;顏玢玢;陳卓;李安儉;;直流切趾對(duì)光纖光柵特性的影響[J];光學(xué)精密工程;2006年06期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 陳熙源;;光纖光柵在測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用[A];加入WTO和中國(guó)科技與可持續(xù)發(fā)展——挑戰(zhàn)與機(jī)遇、責(zé)任和對(duì)策（下冊(cè)）[C];2002年

2 史巍巍;胡婷婷;;光纖光柵探測(cè)超聲波的研究現(xiàn)狀淺析[A];2011年機(jī)械電子學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2011年

3 黃銳;蔡海文;方祖捷;陳高庭;;調(diào)節(jié)光纖光柵參數(shù)的一種新方法[A];全國(guó)第十次光纖通信暨第十一屆集成光學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議（OFCIO’2001）論文集[C];2001年

4 周文;陳抗生;章獻(xiàn)民;葉險(xiǎn)峰;;光纖光柵的研究與發(fā)展[A];面向21世紀(jì)的科技進(jìn)步與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展（下冊(cè)）[C];1999年

5 章獻(xiàn)民;陳抗生;;光纖光柵在微波毫米波光子學(xué)中的應(yīng)用[A];2001年全國(guó)微波毫米波會(huì)議論文集[C];2001年

6 文慶珍;黃俊斌;趙培仲;;封裝聚合物對(duì)光纖光柵壓力傳感增敏的影響[A];2004年全國(guó)高分子材料科學(xué)與工程研討會(huì)論文集[C];2004年

7 劉全;吳建宏;陳剛;方玲玲;;用于制作光纖光柵相位掩模的衍射特性分析[A];全國(guó)第十二次光纖通信暨第十三屆集成光學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

8 鄭偉;卓仲暢;蘇雪梅;于永森;張玉書;;利用取樣光纖光柵實(shí)現(xiàn)應(yīng)變和溫度同時(shí)測(cè)量[A];全國(guó)第十二次光纖通信暨第十三屆集成光學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

9 孫偉民;趙磊;姜富強(qiáng);相艷榮;劉志海;;熒光光纖光柵的制作與測(cè)試研究[A];江蘇、山東、河南、江西、黑龍江五省光學(xué)（激光）聯(lián)合學(xué)術(shù)'05年會(huì)論文集[C];2005年

10 姜富強(qiáng);趙磊;孫偉民;朱玉華;李金娟;;載氫光纖光柵退火特性研究[A];江蘇、山東、河南、江西、黑龍江五省光學(xué)（激光）聯(lián)合學(xué)術(shù)'05年會(huì)論文集[C];2005年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前3條

1 楊鳳鳴;神奇的光纖光柵[N];中國(guó)電力報(bào);2004年

2 特約記者 金紅;三項(xiàng)地災(zāi)監(jiān)測(cè)儀獲國(guó)家專利[N];中國(guó)國(guó)土資源報(bào);2011年

3 盧慶儒;高速光纖傳輸應(yīng)用中元件技術(shù)趨勢(shì)(4)[N];電子資訊時(shí)報(bào);2007年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 張業(yè)斌;基于光學(xué)加熱的新型光纖光柵折射率傳感器的研究[D];浙江大學(xué);2015年

2 姜暖;用于光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)的光纖光柵陣列和新型光柵器件研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

3 張金濤;光纖光柵傳感器復(fù)用關(guān)鍵技術(shù)的研究與應(yīng)用[D];合肥工業(yè)大學(xué);2015年

4 張曉強(qiáng);光纖中渦旋光束的產(chǎn)生與調(diào)控研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2016年

5 姚爽;光纖光柵激光器及其傳感應(yīng)用研究[D];大連理工大學(xué);2016年

6 陳哲敏;光纖光柵動(dòng)態(tài)應(yīng)力和折射率傳感研究[D];浙江大學(xué);2008年

7 孫偉民;基于熒光光纖光柵的應(yīng)變與溫度同時(shí)測(cè)試技術(shù)[D];哈爾濱工程大學(xué);2005年

8 王國(guó)東;啁啾光纖光柵的優(yōu)化設(shè)計(jì)與光纖光柵模擬軟件的開發(fā)[D];吉林大學(xué);2006年

9 姜莉;光纖光柵寫入及其應(yīng)用研究[D];南開大學(xué);2005年

10 楊亦飛;工程化光纖光柵傳感系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究[D];南開大學(xué);2005年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 劉慧瑩;基于光纖光柵和MZ干涉儀的全光纖傳感器研究[D];天津理工大學(xué);2015年

2 藺際超;基于磁流體包覆復(fù)合光纖光柵的磁場(chǎng)傳感器研究[D];天津理工大學(xué);2015年

3 王靜怡;薄包層光纖光柵理論及色散特性研究[D];天津理工大學(xué);2015年

4 彭李;基于光纖光柵應(yīng)變樁的邊坡結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)與穩(wěn)定性灰色模型研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

5 周豐洲;相位取樣型光纖光柵多信道幅頻與相頻濾波性能研究[D];西南交通大學(xué);2014年

6 孫高盼;基于光纖光柵的鋼軌溫度力監(jiān)測(cè)技術(shù)研究[D];西南交通大學(xué);2015年

7 姜紅;光纖光柵測(cè)試技術(shù)在邊坡工程中的應(yīng)用[D];西南交通大學(xué);2015年

8 陳韓彬;基于CDMA技術(shù)的光纖光柵傳感系統(tǒng)研究[D];西南交通大學(xué);2015年

9 米秋實(shí);光纖光柵傳感技術(shù)在軌道狀態(tài)監(jiān)測(cè)中的研究[D];西南交通大學(xué);2015年

10 王露;基于光纖光柵Sagnac環(huán)微波光子濾波器的研究[D];上海師范大學(xué);2015年

本文編號(hào)：2701685