分布式光纖傳感器用于橋梁和路面健康監(jiān)測(cè)

光纖分布式聲波傳感技術(shù) 劉德中通信學(xué)院2013010917006 內(nèi)容摘要 聲波屬于物質(zhì)波,其實(shí)質(zhì)是質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)、應(yīng)力、壓力等在彈性介質(zhì)中的多樣表現(xiàn)形式。在 聲學(xué)的研究領(lǐng)域中,聲波的產(chǎn)生機(jī)制、傳播形式以及檢測(cè)方法是會(huì)共同涉及的內(nèi)容。目前的 聲波檢測(cè)技術(shù)就是利用聲波信號(hào)在彈性介質(zhì)內(nèi)的傳播變化實(shí)現(xiàn)對(duì)檢測(cè)目標(biāo)的測(cè)探、準(zhǔn)確識(shí)別、 定位等。 在光纖傳感領(lǐng)域,當(dāng)前的一個(gè)研究熱點(diǎn)就是光纖聲波檢測(cè),它可以用作水聽器,應(yīng)用于海 洋、陸地石油、天然氣勘探輸油管道實(shí)時(shí)檢測(cè)預(yù)警系統(tǒng);也可用作光纖麥克風(fēng),用光纖光柵制 成的聲波傳感探頭基元以光纖光柵的中心波長(zhǎng)調(diào)制來獲得傳感信息的,它具有靈敏度高、抗 干擾能力強(qiáng)、全光纖的特點(diǎn),同時(shí)還具有能夠?qū)崿F(xiàn)波分復(fù)用、檢測(cè)探頭的微型化等特點(diǎn)。 關(guān)鍵詞：聲波檢測(cè)光纖傳感技術(shù)分布式震動(dòng)傳感布里淵散射 一、技術(shù)原理 （一）基于光纖光柵的傳感器 基于光纖

分布式光纖傳感器PPT課件

分布式光纖傳感器簡(jiǎn)介-

分布式光纖傳感器簡(jiǎn)介 (2)

收稿日期:2007—12—19 作者簡(jiǎn)介:惠戰(zhàn)強(qiáng)(1978—)男,陜西渭南人,碩士,助教,從事信息光學(xué)、光纖通信領(lǐng)域教學(xué)及研究。e-mail:zqhui@opt.ac.cn 分布式光纖傳感器的原理及發(fā)展 惠戰(zhàn)強(qiáng) (西安郵電學(xué)院電信系,陜西西安710061) 摘　要:從光時(shí)域反射儀(otdr)的原理入手,介紹了分布式光纖傳感器的當(dāng)前進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì),主要 包括基于瑞麗后向散射的傳感器,基于布里淵散射的分布式光纖傳感器,基于拉曼后向散射的溫度傳感 器,以及偏振模耦合分布式光纖傳感器。對(duì)其特點(diǎn)及存在的問題進(jìn)行了比較,并指出了未來發(fā)展方向。 關(guān)鍵詞:分布式光纖傳感器;光時(shí)域反射儀;布里淵散射;瑞利散射;偏振模耦合 中圖分類號(hào):tp212.14　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:a　文章編號(hào):1008-3871(2008)02

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基于光時(shí)域反射技術(shù)(otdr)的原理,建立了拉曼散射分布式光纖多點(diǎn)溫度測(cè)量系統(tǒng),提出了一種新型的解調(diào)方法,即循環(huán)解調(diào)方法,用最近已知otdr溫度曲線解調(diào)下一個(gè)待測(cè)點(diǎn)otdr溫度曲線。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了理論分析的正確性,該系統(tǒng)能夠抑制溫漂噪聲的積累,防止瑞利背向散射光竄擾反斯托克斯背向散射光,其空間分辨力小于3m,溫度分辨力約為±3℃,時(shí)間分辨力不大于3min。

利用光纖中的布里淵散射光頻移與溫度和應(yīng)變呈線性關(guān)系的原理,提出了一種基于自發(fā)布里淵散射的雙支路分布式光纖傳感系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用不同種類光纖的布里淵頻移差別,同時(shí)對(duì)兩條線路的應(yīng)力和溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè),實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)對(duì)象多方位的同時(shí)測(cè)量,縮短了探測(cè)時(shí)間,提高了工作效率。本文實(shí)現(xiàn)了兩路光纖的同時(shí)監(jiān)測(cè),用6km的光纖作為傳感介質(zhì),獲得了4m的空間分辨率。得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,提出的系統(tǒng)能準(zhǔn)確判斷40ns脈沖光在兩路傳感光纖沿線產(chǎn)生的自發(fā)布里淵背向散射光譜的中心頻率變化。

基于OTDR的分布式光纖傳感器原理及其應(yīng)用

分布式光纖傳感器簡(jiǎn)介(20201028120616)

介紹了一種先進(jìn)的分布式光纖傳感器技術(shù),即布里淵光時(shí)域反射計(jì)(botdr),在連續(xù)配筋混凝土路面(crcp)中布置了botdr分布式光纖傳感系統(tǒng),對(duì)路面板中連續(xù)鋼筋和混凝土應(yīng)變進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。研究結(jié)果表明,botdr在公路橋梁等一些土木工程結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測(cè)中具有重要的應(yīng)用前景。

分布式光纖傳感器的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

本文對(duì)目前國內(nèi)外光纖光柵傳感器在橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用做了簡(jiǎn)要概述。

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(jī)理,依據(jù)單模光纖耦合器耦合輸出與耦合區(qū)長(zhǎng)度和折射率的函數(shù)關(guān)系,提出該種傳感器可實(shí)現(xiàn)振動(dòng)測(cè)量。搭建了基于等強(qiáng)度懸臂梁的振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng),通過與壓電振動(dòng)傳感器的對(duì)比測(cè)試表明該傳感器可更好地實(shí)現(xiàn)振動(dòng)信號(hào)的測(cè)量,并分析了其振動(dòng)響應(yīng)特性。實(shí)驗(yàn)證明耦合型單模光纖傳感器可以用于振動(dòng)信號(hào)的測(cè)量。

報(bào)道了一臺(tái)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(shù),種子光源為半導(dǎo)體激光器,放大器為摻鉺光纖放大器。實(shí)現(xiàn)了重復(fù)頻率和脈沖寬度分別獨(dú)立可調(diào)的激光輸出,中心波長(zhǎng)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?jǐn)?shù)的最大值低于10%。

光纖傳感器 摘要：光纖傳感器是光纖傳感器是近幾年來出現(xiàn)的集光學(xué)、電子學(xué)為一體的新型傳感器。本 文主要介紹了光纖傳感器的結(jié)構(gòu)、原理、性能、特點(diǎn)、種類以及其在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用。 關(guān)鍵字：傳感器傳感技術(shù)光纖傳感器光纖應(yīng)用 前言 自從光纖傳感這一概念首次提出至今，20多年已經(jīng)過去了。在這期間，包 括光纖和有關(guān)器件在內(nèi)的光纖基本結(jié)構(gòu)有了飛速發(fā)展，已從非常簡(jiǎn)單的玻璃纖維 光波導(dǎo)束發(fā)展到了現(xiàn)在的種類繁多、設(shè)計(jì)精致、性能可靠、價(jià)格便宜的光纖器件。 這些發(fā)展進(jìn)而又激勵(lì)了人們格光纖作為敏感介質(zhì)研究的興趣，而由光纖敏感介質(zhì) 組成的各種器件和子系統(tǒng)又?jǐn)U展了光在傳感器中的各種概念，豐富了光纖的研究 內(nèi)容。 近年來，傳感器在朝著靈敏、精確、適應(yīng)性強(qiáng)、小巧和智能化的方向發(fā)展。 在這一過程中，光纖傳感器這個(gè)傳感器家族的新成員倍受青睞。光纖具有很多優(yōu) 異的性能，例如：抗電磁干擾和原子輻射的性能，徑細(xì)

詳細(xì)闡述光纖光柵傳感器的結(jié)構(gòu)及布拉格光纖光柵傳感器的工作原理。重點(diǎn)介紹結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成、光纖光柵傳感器系統(tǒng)的信號(hào)處理、安裝等方面問題;展望光纖光柵傳感器在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域中的前景。

分布式光纖傳感原理

以某型飛機(jī)機(jī)翼盒段為研究對(duì)象,建立了盒段試件的有限元模型,分析外載荷和應(yīng)變分布之間關(guān)系。采用波分復(fù)用形式構(gòu)建了分布式光纖bragg光柵傳感網(wǎng)絡(luò)測(cè)量盒段試件的應(yīng)變,設(shè)計(jì)了網(wǎng)絡(luò)中光纖傳感器的排布方式,在此基礎(chǔ)上研究了傳感網(wǎng)絡(luò)的溫度補(bǔ)償方法。運(yùn)用波長(zhǎng)監(jiān)測(cè)方法對(duì)盒段結(jié)構(gòu)承受的不同載荷進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明,傳感器的波長(zhǎng)偏移與載荷成線性關(guān)系,斜率由于加載點(diǎn)位置的變化而不同。傳感器的最大載荷監(jiān)測(cè)靈敏度達(dá)3.09pm/n。

理論依據(jù)瑤嶺隧道左線b段全長(zhǎng)790m,隧道主要穿越強(qiáng)分化-微分化泥巖,其中強(qiáng)風(fēng)化泥巖灰青色,層狀構(gòu)造,節(jié)理裂隙發(fā)育,巖芯呈碎塊狀,巖體呈碎裂狀松散結(jié)構(gòu)。微風(fēng)化泥巖灰青色,層狀構(gòu)造,巖體呈中厚層結(jié)構(gòu)。地下水主要為基巖裂隙水,雨季可沿節(jié)理滲入隧道出現(xiàn)潮濕或滴水現(xiàn)象。洞口段為溝谷斜坡地貌,坡積土埋深3～4m,洞身最大埋深達(dá)123m。

橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)工作中,為促進(jìn)監(jiān)測(cè)水平提高,應(yīng)該結(jié)合實(shí)際工作需要,采取有效的技術(shù)措施,嚴(yán)格遵循工作流程,促進(jìn)監(jiān)測(cè)水平提高。提出了橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的影響因素,指出了橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的常見方法,分析了光纖光柵傳感技術(shù)在橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)應(yīng)用存在的不足,并提出改進(jìn)和完善對(duì)策。

本文主要介紹了光纖分布式傳感技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀,目前用于該系統(tǒng)的幾種典型光纜結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用特性,以及專為分布式溫度傳感技術(shù)而開發(fā)的耐高溫光纖。