結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)用FBG應(yīng)變式傳感器研究.pdf

1、近二十年來(lái)，隨著土木工程災(zāi)難的不斷出現(xiàn)，重大工程結(jié)構(gòu)的防災(zāi)和減災(zāi)問(wèn)題成為土木工程學(xué)科核心課題，而有望提供全面技術(shù)條件的“結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)”成為世界性的研究熱點(diǎn)?！敖Y(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)”的重要核心與前提條件就是探測(cè)結(jié)構(gòu)性態(tài)特性的高性能傳感器。光纖布拉格光柵以其準(zhǔn)分布式傳感、絕對(duì)測(cè)量、抗腐蝕性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、抗干擾性強(qiáng)、易構(gòu)成傳感網(wǎng)絡(luò)等優(yōu)點(diǎn)得到全世界的關(guān)注，并成為結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的首選敏感元件。針對(duì)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的需要，本文基于光纖光柵的應(yīng)變感知特性研制出幾種

2、光纖光柵應(yīng)變式智能傳感器。主要研究工作與成果如下：
　　首先，在光纖布拉格光柵傳輸理論的基礎(chǔ)上，分析了光纖光柵應(yīng)變傳感特性和光纖光柵應(yīng)變傳感的溫度補(bǔ)償方法。
　　其次，分別研制出新型的表面焊接式光纖光柵封裝應(yīng)變傳感器和埋入式光纖光柵封裝應(yīng)變傳感器，對(duì)其應(yīng)變感知特性進(jìn)行了標(biāo)定，并用實(shí)際構(gòu)件對(duì)其感知特性進(jìn)行了驗(yàn)證，測(cè)試結(jié)果與傳統(tǒng)電測(cè)手段的監(jiān)測(cè)結(jié)果吻合較好，表明他們是性能良好的結(jié)構(gòu)應(yīng)變測(cè)試傳感器。
　　第三，基于光纖光柵應(yīng)變

3、測(cè)量原理，引入彈性元件，研制出一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、應(yīng)變測(cè)試精度高、符合結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期健康損傷監(jiān)測(cè)的新型光纖光柵封裝大應(yīng)變傳感器，并通過(guò)標(biāo)定試驗(yàn)對(duì)其傳感性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究。結(jié)果表明：光纖光柵大應(yīng)變傳感器是性能良好的結(jié)構(gòu)大應(yīng)變監(jiān)測(cè)用傳感器。
　　最后，基于雙光纖光柵應(yīng)變測(cè)量原理，考慮冰壓力測(cè)試裝置的環(huán)境條件，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出冰壓力傳感裝置，詳細(xì)推導(dǎo)和試驗(yàn)驗(yàn)證了該裝置的傳感特性，并將試驗(yàn)與理論結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。研究結(jié)果表明該裝置具有溫度自補(bǔ)償、測(cè)量值與荷載