工程化光纖光柵系列傳感器的研究與開發(fā).pdf

1、隨著重大的工程項目的實施以及現(xiàn)實生活中許多災(zāi)難性結(jié)構(gòu)工程事故的發(fā)生,引發(fā)人們對結(jié)構(gòu)“健康”問題的廣泛關(guān)注，結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測日益成為工程界和學(xué)術(shù)界研究的一個熱門課題。傳感器作為監(jiān)測系統(tǒng)的基本組成部分，在整個系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用。光纖光柵傳感器是近年來迅速發(fā)展起來的一種新型傳感器，在大型航空航天器、海洋平臺、高層建筑、大跨度橋梁等復(fù)雜結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測中有著廣闊的應(yīng)用前景。但是，目前基于光纖光柵的工程化傳感技術(shù)還不夠成熟，研究和開發(fā)適應(yīng)于工程

2、結(jié)構(gòu)實際應(yīng)用的精度高、測量范圍寬、穩(wěn)定性好、使用壽命長、成本低、以及可以實現(xiàn)分布式測量的優(yōu)質(zhì)工程化光纖光柵系列傳感器件具有重要的科學(xué)意義和經(jīng)濟價值。
　　本文基于光纖光柵的智能感知特性研制出幾種工程化光纖光柵系列傳感器，并通過試驗驗證了傳感器的感知特性。主要研究工作與成果如下：
　　1)分析了光纖光柵應(yīng)變傳感和溫度傳感特性及其溫度補償方法。
　　2)提出了FRP封裝應(yīng)變傳感器增（減）敏設(shè)計的概念，并進行了理論分析推證，

3、開發(fā)出了適于混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)變測試的增（減）敏埋入式FBG應(yīng)變傳感器，通過試驗驗證了設(shè)計的合理性與實用性。
　　3)研制了一種高電壓環(huán)境FBG溫度傳感器，可以實時有效地監(jiān)測電力設(shè)備的溫度變化，及時預(yù)警以避免事故發(fā)生。并進行了線性度、靈敏度、重復(fù)性等指標(biāo)的性能測試試驗，試驗結(jié)果良好，能夠滿足工程實際需要。
　　4)為實現(xiàn)全光纖結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測中位移檢測，研究并開發(fā)了光纖布拉格光柵位移計，并進行了溫度補償。通過性能測試試驗對其傳感特