埋入式混凝土應變計、砼應變監(jiān)測傳感器

光纖bragg光柵是一種性能優(yōu)良的敏感元件,利用其研制出了基于碳纖維復合材料(cfrp)封裝的用于測量混凝土內(nèi)部應變的fbg應變傳感器。同時分析了傳感器軸向應變分布與結構參數(shù)的關系。通過等強度梁上的校準試驗,得到了傳感器的靜態(tài)性能指標;通過霍普金森壓桿上的沖擊試驗研究了傳感器的動態(tài)響應特性,試驗表明:fbg應變傳感的器線性度≤1%,埋入混凝土結構內(nèi)的光纖光柵傳感器能夠真實的響應混凝土內(nèi)的應變值,因此傳感器可用于實際工程中混凝土結構內(nèi)靜態(tài)和動態(tài)應變的測試。

研究了光纖bragg光柵封裝工藝,提出并實現(xiàn)了兩種封裝光纖bragg光柵傳感器:工字型鋼管封裝光纖bragg光柵應變傳感器及鋼管封裝光纖bragg溫度傳感器。研究了傳感器的埋設工藝,采用金屬絲固定法、鋼管抽出法兩種方法進行了埋設。將它們埋入到鋼筋混凝土梁中,實現(xiàn)對混凝土的拉、壓應變及溫度的測量。結果顯示,在試驗梁彈性階段,可以較為準確的監(jiān)測混凝土應變。

將應變傳感器埋入混凝土軸心受壓柱當中,測出了混凝土柱受壓至破壞所產(chǎn)生的應變變化,通過試驗發(fā)現(xiàn),傳感器的封裝材料與光柵之間、傳感器與混凝土柱之間的協(xié)調(diào)性比較好,因此可將該種傳感器應用于混凝土構件使用過程中的監(jiān)測。

編號：第頁共頁 項目名稱合同段 施工單位 隧道名稱溫度監(jiān)測日期 測量時間頻率值標定系數(shù)溫度計算應變值 （t）f(hz)k修正系數(shù)a修正值b(με) tyb1 tyb2 tyb3 tyb4 tyb5 tyb1 tyb2 tyb3 tyb4 tyb5 tyb1 tyb2 tyb3 tyb4 tyb5 測量計算技術主辦項目主管 備注 初測頻率 復核 注：同一斷面儀器按照順時針方向編號,編1～5號。 監(jiān)測單位 f0(hz) 檢查結論： 監(jiān)理意見: 混凝土應變監(jiān)測記錄表 施檢表（102） 監(jiān)理單位 樁號 測點編 號 126

根據(jù)前期對埋入混凝土立方體模塊中的壓電陶瓷應力及溫度特性,提出了一種旨在監(jiān)測混凝土結構內(nèi)部靜應力及溫度的壓電埋入式應力溫度傳感器。該傳感器以混凝土為基底材料,以壓電陶瓷為敏感單元,通過測量壓電材料中等效電路參數(shù)來反映混凝土結構中的靜態(tài)或準靜態(tài)應力及溫度變化。同時,提出了一種新的方法來減小在傳感器工作工程中由于應力-溫度交叉?zhèn)鞲袑е碌臏y量誤差。該方法利用埋入混凝土中壓電陶瓷材料特征頻率對溫度敏感而對應力不敏感的特性來修正等效電路參數(shù)的測量值。實驗表明,這種方法可以將測量誤差降低到5%以內(nèi),提高了測量的可靠性。為提高測量系統(tǒng)的通用性,并降低儀器系統(tǒng)的成本,建立了基于虛擬儀器方法的計算機數(shù)據(jù)采集、處理和分析傳感器后端儀器系統(tǒng)。該系統(tǒng)集傳感器標定、初始化、數(shù)據(jù)采集及結果顯示為一體,能夠高效地完成大量實際工程應用的需要。通過將該測量系統(tǒng)移植到筆記本電腦,還可以完成野外作業(yè)。

壓電埋入式混凝土應力及溫度傳感器 陳雨，文玉梅，李平，田卉 (1．重慶大學光電工程學院，重慶400044；2．光電技術及系統(tǒng)教育部重點實驗室，重慶400044) 1引言 混凝土結構的健康監(jiān)測主要包括缺陷損傷檢測和應力應變檢測。其中應力應變檢測由于混凝土結構組成成 分復雜顯得較為困難，常用的檢測方法包括有損和無損檢測兩種。實際工程中廣泛使用的是能保證結構完整性 的無損檢測方法，如將應變片或者光纖傳感器埋人混凝土結構中。對混凝土結構來說，壓電陶瓷還具有抗腐蝕 和抗高應力的特點。已經(jīng)有研究嘗試將壓電陶瓷埋入混凝土結構中形成壓電陣列傳感網(wǎng)絡來完成結構健康檢測。 在前期工作中，我們提出一種通過測量壓電陶瓷的特性參數(shù)在應力作用下的變化來反映混凝土結構中的應力變 化的壓電機敏混凝土模塊。研究表明埋入混凝土中的壓電陶瓷的等效電路參數(shù)對應力的響應具有近似的線性特 性，可以通過測量等效電路

混凝土結構埋入式傳感器的耐久性研究

　2005年第24卷第5期　　　　　　　　　　傳感器技術(journaloftransducertechnology) 應變式負荷傳感器補償方法的研究 徐景波 1,2 (1.承德石油高等?？茖W校,河北承德067000; 2.合肥工業(yè)大學,安徽合肥230009) 摘　要:針對負荷傳感器出口以及大批量應用中存在的標準化及長期穩(wěn)定性等問題,研究了應變式負荷 傳感器的補償方法,設計了標準化補償電路。應變式負荷傳感器的輸入/輸出阻抗、額定輸出、零點輸出溫 度影響與額定輸出溫度影響均從0.05級以下提高到0.02級,標準化滿足同型號完全互換和出口的要求, 長期穩(wěn)定性也得到了顯著提高。 關鍵詞:應變式負荷傳感器;補償電路;補償方法 中圖分類號:tp212.12　　　文獻標識碼:b　　　文章編號:1000

電阻應變式傳感器是將電阻應變計(應變片)粘貼在彈性體上,當彈性體受外力(拉力或壓力)作用產(chǎn)生形變時,電阻應變計將變形轉換成電量輸出,通過相應的測量儀表檢測出這個與外加重量一定比例關系的電量,從而測出質(zhì)量。傳感器技術是實現(xiàn)測試與自動控制的重要環(huán)節(jié)。本文在闡述了電阻應變式傳感器的結構、原理、特性,進行了探討。

第二章電阻應變式傳感器

分析混凝土應力應變監(jiān)測資料,可以有效地了解相應結構物的受力性態(tài)及其安全狀況。利用某水電站工程廠房壩段安裝的五向應變計組施工期監(jiān)測資料,基于matlab計算及繪圖程序,運用變形法計算混凝土的應力,綜合分析廠房壩段設計監(jiān)測斷面混凝土的應力狀況。

在已有的應變傳遞模型的基礎上,經(jīng)過分析得到了影響埋入式聚合物光纖傳感器應變傳遞的主要因素:中間黏貼層模型參數(shù)、中間黏貼層厚度、光纖傳感器長度和中間黏貼層泊松比。通過對各影響參數(shù)進行分析,得到了它們與平均應變傳遞率的關系。結果表明,聚合物光纖傳感器在瞬時響應下的平均應變傳遞率隨著中間黏貼層kelvin單元的彈性模量增大而增大,隨著中間黏貼層厚度的增大而減小,隨著傳感器長度增大而增大;在準靜態(tài)響應下的平均應變傳遞率隨著中間黏貼層彈簧單元的彈性模量增大而增大,隨著中間黏貼層厚度的增大而減小,隨著傳感器長度增大而增大;中間黏貼層泊松比對平均應變傳遞率影響很小,可以忽略。

基于布里淵散射的分布式光纖傳感技術可檢測長距離光纖沿線的分布式應變和溫度,非常適用于結構健康監(jiān)測。但如何保證傳感光纖在鋪設及后期監(jiān)測過程中的安全性是其應用于土木工程領域的關鍵問題。介紹了一種新型埋入式長距離光纖傳感器的研制方法,首先在結構施工過程中根據(jù)監(jiān)測網(wǎng)設計預埋微管,再通過氣吹技術將傳感光纖鋪設至微管內(nèi)部,最后利用真空輔助灌漿技術將水泥凈漿灌入微管以固定傳感光纖。通過理論分析和實驗研究分別對影響該光纖傳感器性能的填充層厚度、微管物理特性等因素進行了分析研究。分析結果表明埋入式長距離光纖傳感器應變測量精度隨外徑減小、微管彈性模量增大而提高。標定試驗結果表明各傳感器工作性能和理論分析結果一致,均能準確感應結構內(nèi)部應變信息。

提出了一種用光纖傳感器陣列監(jiān)測建筑結構應變的方法。并且應用了多模光纖傳感器和fbg傳感器,使測試結果更可靠。設計了用fbg傳感器陣列監(jiān)測500m空間范圍的系統(tǒng),使分辨率達1.6με。同時討論了光纖傳感器的封裝與貼置方法。

采用gsydb型光纖光柵應變測量儀,利用bragg光柵,對混凝土梁內(nèi)部的應變狀態(tài)進行測量,給出混凝土梁構件在自重條件下內(nèi)部應變的發(fā)展趨勢,并通過計算得出應變與溫度有良好的相關性,符合混凝土熱脹冷縮客觀規(guī)律,同時通過在加載條件下與應變片對比試驗,驗證了光柵傳感器具有良好的可靠性。結果表明,這種新型光纖傳感器顯示了良好的傳感性能,能夠監(jiān)測混凝土內(nèi)部應變狀態(tài),具有試件埋設成活率高、絕對值測量和使用壽命長等優(yōu)點。

多模光纖微彎應變傳感器研究(精)

低應變基樁檢測中傳感器及激振技術——基樁低應變檢測中傳感器的選擇及安裝技術、激振技術直接關系到測試結果準確與否。本文根據(jù)波動理論及從事樁檢測的實踐經(jīng)驗,重點探討低應變基樁檢測中傳感器技術及激振技術。

針對纜索局部埋植傳感器測試索力的特殊要求,特制光纖光柵應變傳感器,傳感器封裝保證光纖光柵植入纜索的成活率,減敏結構設計保證纜索索力測試的大應力監(jiān)測要求。針對應變傳感器與鋼絲的2種連接方式,即傳統(tǒng)的結構膠連接和特制的抱箍機械連接方式進行了張拉性能測試。由標定的傳感器力敏系數(shù)可知,在鋼絲產(chǎn)生5000×10-6的應變變化下,光纖光柵實際中心波長變化不超過2900pm,達到了減敏效果,傳感器可以滿足大索力長期測試要求。

基于電阻應變式傳感器的測力系統(tǒng)

為了實時了解井下鉆頭的工作情況,提高鉆井的安全性和可靠性,設計了一種應變式傳感器。該傳感器使用4組全橋方式的測量電橋。測量電橋采用科學的布片和組橋方法,能同時測量鉆壓、扭矩和鉆頭所受的側向力,并有效抵消溫度對測量參數(shù)的影響,從而降低各測量參數(shù)之間的耦合影響。針對井下惡劣的工況條件,采用了鎳鉻鋁合金制作的金屬箔式應變片。該應變片能夠抗高溫、抗蠕變和耐腐蝕?，F(xiàn)場試驗結果表明,各組測量電橋能夠滿足實際工況需要。

電阻應變式熱套熱電偶壓力傳感器,通過枯結在彈性元件上的應變片的阻值變革來丈量壓力值.眾所周知,平凡電阻絲受到拉伸時,電阻值增大;受到壓縮時,電阻值減小,這便是所謂金屬電阻的應變效應.電阻應變片壓力傳感器正是依據(jù)這一原理制成的。電阻應變式壓力傳感器的重要布局情勢有膜片式、筒式和組合式,膜片式得當于測低壓,筒式則得當于測高壓。

1引言電阻應變計已在我國土木工程力學參數(shù)測量中廣泛應用,隨之電阻應變式傳感器在土木工程中也有了很快的發(fā)展,但目前規(guī)格品種不多,技術水平較低,如何提高質(zhì)量,增加品種,開拓市場,適應土木工程測控技術的需要,已為許多技術人員所關注。電阻應變式傳感器屬于結構型傳感器,它由電阻應變計,承受正應力、剪應力和彎曲應力的柱、板梁、圓膜、環(huán)型彈性元件和防護結構組成。不同結構構造的傳感器可以實現(xiàn)不同的測量功能和用途,各