光纖傳感系統(tǒng)應用于FRP混凝土結構振動檢測的實驗研究

把光纖光柵傳感器和鋼筋應力計同時安裝在鋼筋混凝土圓柱樁的內(nèi)部,利用千斤頂對其進行加載,研究鋼筋混凝土圓柱樁在加載過程中的變形情況。實驗結果表明,光纖光柵傳感器與鋼筋應力計監(jiān)測的結果符合得很好,滿足結構健康監(jiān)測的需要。

　第25卷第3期　　　　　　　　　　　　　　應　用　激　光　　　　　　　　　　　　　　　vol.25,no.3 　2005年6月　　　　　　　　　　　　　　　　appliedlaser　　　　　　　　　　　　　　　june2005 f-p光纖傳感器及光纖bragg光柵傳感器 應用于光纖智能夾層的研究 3 蘆吉云　梁大開　李東升　潘曉文 (南京航空航天大學航空科技智能材料與結構重點實驗室,　南京210016) 　　提要　本文對嵌入f-p光纖傳感器和bragg光柵光纖傳感器的光纖智能夾層進行了研究,實現(xiàn)了對應變的測量。通過 對光纖智能夾層的理論分析和試驗研究,分析了應變對傳感系數(shù)的影響,研究了f-p光纖傳感器檢測的應變與所受的載荷 及bragg光柵傳感器波長變化量與應變之間的關系。

光纖傳感技術應用于裂縫監(jiān)測的研究——光纖傳感檢測技術是近年來發(fā)展較快的安全監(jiān)測技術，利用光纖傳感機理，對四川省沙牌碾壓混凝土拱壩二維模型隨機裂縫進行實驗研究，取得了較理想的成果，能準確捕捉到初裂荷載和初裂位置。

影響混凝土耐久性最重要的因素是鋼筋銹蝕,而銹蝕的主要成因是氯離子侵蝕.每年全世界因鋼筋銹蝕而導致的直接和間接經(jīng)濟損失巨大,因此,對鋼筋混凝土中氯離子侵蝕監(jiān)測有重要的科學和經(jīng)濟意義.光纖傳感器較傳統(tǒng)的電傳感器而言具有小巧輕便、抗電磁干擾、外形設計靈活以及可埋入混凝土構件的任何部位進行實時、多點監(jiān)測的優(yōu)點.對國內(nèi)外用于監(jiān)測混凝土氯離子侵蝕的光纖傳感器進行總結歸納并結合現(xiàn)有光纖傳感技術對其目前存在的問題及發(fā)展趨勢進行了討論.

綜述了混凝土結構內(nèi)部鋼筋腐蝕監(jiān)測的光纖傳感技術最新進展，分析了鋼筋腐蝕產(chǎn)生的原因及現(xiàn)象，介紹了幾種光纖腐蝕傳感的原理及特點，指出了今后的發(fā)展趨勢。

用于混凝土結構加固的frp材料 該寫寫工作方面的資料了。。。。。。 frp材料加固混凝土結構技術的研究始于瑞士聯(lián)邦材料實驗室 （empa）（meieretal.1993)，1984年即進行了碳纖維板加固鋼筋混 凝土梁的實驗。 frp材料具有高比強度和良好的耐腐蝕性。是一般鋼材強度的 8-10倍，重量為鋼材的20%。 frp材料由連續(xù)纖維和樹脂基體復合而成。常用的纖維有碳纖維 （cfrp)，玻璃纖維（efrp)，芳綸纖維（afrp),常用樹脂有環(huán)氧樹 脂、聚酯樹脂和乙烯脂樹脂。加固中碳纖維應選用不大于12k的小絲 束pan基。（小絲束纖維其抗拉強度穩(wěn)定，變異系數(shù)?。Ａ砀鶕?jù)《混 凝土結構設計規(guī)范》（gb50367-2006)中附錄f所指，不飽和聚酯樹脂 和醇酸樹脂耐老化性差不能作為frp的粘接及浸漬膠黏劑。 在混凝土結構加固中，frp材料的成型工藝主要有三種，

采用與土木工程施工特點相適應的操作工藝與保護方法,將自行研制的光纖布拉格光柵(fbg)應變傳感器與溫度傳感器埋入一幢5層鋼筋混凝土結構的大樓中,用以監(jiān)測該建筑在施工過程中梁、柱的應變與溫度變化.研究結果表明,埋入的fbg傳感器可以方便地監(jiān)測施工過程中混凝土結構內(nèi)部溫度與應變的變化,為混凝土結構的健康監(jiān)測提供依據(jù);自行研制的fbg傳感器傳感性能良好,成活率高,壽命長,為基于fbg傳感器長期的混凝土結構健康監(jiān)測奠定了基礎.

討論了一種以單模光纖耦合器的熔融區(qū)為敏感單元的耦合型單模光纖傳感器。分析了該傳感器的敏感機理,依據(jù)單模光纖耦合器耦合輸出與耦合區(qū)長度和折射率的函數(shù)關系,提出該種傳感器可實現(xiàn)振動測量。搭建了基于等強度懸臂梁的振動檢測系統(tǒng),通過與壓電振動傳感器的對比測試表明該傳感器可更好地實現(xiàn)振動信號的測量,并分析了其振動響應特性。實驗證明耦合型單模光纖傳感器可以用于振動信號的測量。

第37卷，增刊紅外與激光工程2008年4月 vol.37supplementinfraredandlaserengineeringapr.2008 收稿日期：2008-03-20 基金項目：國家自然科學基金（50775180），西安理工大學特色研究計劃（102-210614） 作者簡介：魏穎(1981-)，女，河北蠡縣人，碩士，主要研究方向為光電測量技術。email:weiying0312@126.com 導師簡介：焦明星(1962-)，男，陜西高陵人，博士，教授，博士生導師、主要研究方向為激光傳感與測量技術方面。email:jiaomx@xaut.edu.cn 保偏光纖bragg光柵傳感特性的實驗研究 魏穎，焦明星

光纖光柵傳感器以其抗電磁干擾、質輕、耐腐蝕、信噪比高、易組成傳感網(wǎng)絡等優(yōu)良的傳感特性,成為近年來迅速發(fā)展的一種新型智能傳感器,在結構試驗與工程監(jiān)測領域中有廣闊的應用前景。本文首先介紹了光纖布拉格光柵應變傳感器的測試原理以及光纖光柵傳感技術在檢測細石混凝土結構時采用的埋入工藝,并在上海旗忠網(wǎng)球中心整體靜力試驗中埋入了光纖光柵傳感器,用于對細石混凝土模型受力全過程的應變測試。試驗結果表明,光纖光柵傳感器測試精度高,穩(wěn)定性好,便于修復,完全能適用于細石混凝土的結構測試。

報道了一臺適用于分布式光纖傳感的全光纖激光器。激光器基于主振蕩功率放大(mopa)技術,種子光源為半導體激光器,放大器為摻鉺光纖放大器。實現(xiàn)了重復頻率和脈沖寬度分別獨立可調的激光輸出,中心波長為1550nm,光譜的3db帶寬小于0.2nm,獲得的最高峰值功率為1.1kw,輸出的激光脈沖中放大自發(fā)輻射(ase)功率分數(shù)的最大值低于10%。

光纖法珀(f-p)傳感器廣泛的應用于溫度、應變、振動和壓力等物理量的測量,由于其體積小、精度高等獨特的優(yōu)點非常適合于埋入復合材料或貼在表面對其進行測量,從而實現(xiàn)對符合材料的損傷診斷。利用光纖f-p傳感器對復合材料結構損傷進行了試驗研究;并結合有限元軟件(ansys)對光纖f-p傳感器在復合材料中的埋入方式、注意事項以及分布原則等進行了綜合分析,初步給出了埋入的原則。

基于碳納米管涂覆的傾斜光纖光柵是一種理想的低成本熱線式風力傳感器,其可以用來進行風力的實驗測量。針對輸入傾斜光纖光柵的不同功率以及碳納米管涂覆厚度這兩方面,設計不同的風力實驗設計與測量,并獲得中心波長與風力變化的最終關系。通過對實驗結果曲線進行分析,得到實驗結論:在適當范圍內(nèi),激光功率越高,涂覆厚度越厚,靈敏度越高,風力傳感實驗效果越好。通過實驗,使學生了解基于光纖的新型熱線式風力傳感的工作原理,將理論與實踐相結合,激發(fā)學生對光纖傳感前沿應用的興趣和積極性。

分析了光纖光柵傳感的優(yōu)勢及其系統(tǒng)組成,它采用波長調制,與光強調制和干涉調制相比,檢測結果更加精確。同時利用波分復用等技術,串聯(lián)多個布喇格光柵進行準分布式監(jiān)測,對智能化建筑的實現(xiàn)很有幫助,并具體應用到一種力學模型—懸臂梁。

介紹了一種光纖位移傳感系統(tǒng)的工作原理及特點,闡明了這種傳感裝置用于土木工程參數(shù)測量的優(yōu)越性,并以一混凝土梁跨中應力測量為例介紹了這種傳感裝置實現(xiàn)參數(shù)測量的過程。

纖維纏繞聚合物基復合材料(frp)管增強混凝土結構已成為目前國際土木工程界研究的新熱點。本文從組分材料特性和組合結構兩方面綜合闡述了frp管增強混凝土結構的工作機理,并與傳統(tǒng)鋼管混凝土結構進行對比分析,表明該組合結構具有極大的優(yōu)越性。全面介紹了該技術的國內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀,并對今后的發(fā)展和研究方向進行了展望。

介紹了一種基于光纖傳感器的液體濃度實時智能檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用通用單片機作為系統(tǒng)的核心，以發(fā)光二極管（led）為光源，利用脈沖寬度調制（pwm）方式控制發(fā)光脈沖，通過光纖傳遞光信號，用測量反射光的光纖探頭作為敏感元件，對雪崩光電二極管（apd）接收到的采樣信號進行處理，根據(jù)測量結果實時智能監(jiān)控液體濃度。該系統(tǒng)在造紙、化工、制糖、食品、制藥和水體監(jiān)測等多個行業(yè)具有廣泛的應用前景。

frp管增強混凝土結構的性能研究 王士巍　侯滌洋　董　鵬 (哈爾濱玻璃鋼研究院,150036) 摘　要　纖維纏繞聚合物基復合材料(frp)管增強混凝土結構已成為目前國際土木工程界研究的新熱點。本文從 組分材料特性和組合結構兩方面綜合闡述了frp管增強混凝土結構的工作機理,并與傳統(tǒng)鋼管混凝土結構進行對 比分析,表明該組合結構具有極大的優(yōu)越性。全面介紹了該技術的國內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀,并對今后的發(fā)展和研究 方向進行了展望。 關鍵詞　frp管增強混凝土;組合結構;增強;優(yōu)越性 summarizationontheperformancestudyofthefrpreinforcedconcretestructure wangshiwei　houdiyang　dongpeng (harbinfrpinstit

混凝土結構埋入式傳感器的耐久性研究

窄線寬多波長光纖光源是光纖傳感系統(tǒng)中的重要光源,可同時為多路復用技術中的傳感器陣列提供所需的多個工作波長.為此對多波長光纖光源的穩(wěn)態(tài)輸出進行了數(shù)值模擬,理論分析了未泵浦摻鉺光纖長度對輸出線寬的窄化作用.同時實驗構建了一種帶有單程反饋和線寬窄化機制的多波長光纖光源,測量分析了這2種機制以及激光腔輸出耦合比對多波長輸出結果的影響.實驗實現(xiàn)功率譜不平坦度<±3,db時,多波長個數(shù)可達27個,3,db線寬約0.06,nm,波長在50,ghz范圍內(nèi)整體連續(xù)可調.

針對凝汽器結垢進行膠球清洗過程中容易丟球毀球而導致膠球數(shù)量不足問題,研制出一種能夠自動檢測膠球數(shù)量的自動監(jiān)測裝置,它采用對照式光纖傳感器檢測膠球。首先,將國外的單組測點改為多組測點,這樣就大大的提高了檢測的精確度。其次,原來是多循環(huán)采樣,然后再進行繁瑣的計算以找出一個平均值,現(xiàn)將這一過程改為單循環(huán)操作,既節(jié)省了不必要的大量復雜計算,也使得檢測結果一目了然。多次試驗結果表明,此裝置具有非常好的實時性和精確度。

應用于高壓電纜的光纖分布式溫度傳感新技術 分布式溫度傳感(dts:distributedtemperaturesensing)技術是一種用于實時測量空間溫度場分布的傳 感技術。該技術利用光時域反射(otdr:opticaltimedomainreflectometry)原理、激光喇曼光譜原理，經(jīng) 波分復用器、光電檢測器等對采集的溫度信息進行放大并將溫度信息實時地計算出來［1］。目前，國外(主 要是英國、日本等國)已利用激光喇曼光譜效應研制出分布式光纖溫度傳感器產(chǎn)品［2］，而國內(nèi)也在積極地 開展這方面的研究工作，現(xiàn)已研制成功基于分布式光纖溫度傳感原理的一系列產(chǎn)品，可廣泛應用在航空航 天、石油測井、電力、冶金、煤礦等領域中［3］。國內(nèi)把分布式光纖溫度傳感技術引入電力系統(tǒng)電纜測 溫的研究工作只是剛剛開始。 分布式光纖傳感技術具有抗電磁場干擾、工作頻率寬、動態(tài)范