偏芯熔接型光纖傳感器在路基沉降監(jiān)測中的應用研究.pdf

1、隨著高速、重載鐵路的建設，對于我國傳統(tǒng)鐵路路況的監(jiān)測提出了新的挑戰(zhàn)，特別是對路基和軌道沉降變形的要求顯著提高。路基沉降是道路線路監(jiān)測中的一個不可或缺的參數(shù)，直接關系到道路運輸?shù)陌踩暗缆返氖褂脡勖Ｒ虼宋覀冃枰ㄟ^長期監(jiān)測及評估道路路基的沉降與變形，及時發(fā)現(xiàn)道路中存在的隱患，保證道路安全的正常使用。本文提出了首次將基于偏芯熔接光纖傳感技術來對道路路基的健康狀況進行研究。
　　文中首先在理論上分析了基于普通單模光纖偏芯熔接結構的光纖

2、傳感器，并對其傳感特性進行了分析。并結合實驗條件，對該類型的光纖傳感器的彎曲響應特性進行了實驗分析，得到了其彎曲響應特性。實驗證明，該類型傳感器具有非常靈敏的彎曲響應特性，對于長度為55.6mm的傳感器而言，其彎曲靈敏度可達-6.9nm/m-1。同時，為了分析傳感器長度對傳感器彎曲響應靈敏度的影響，我們又制作了兩個不同長度的傳感器，并在相同的實驗條件下對其彎曲響應特性進行了研究，得到了長度與傳感器靈敏度的關系。實驗結果顯現(xiàn)，對于長度分別

3、為43.4mm和16.0mm的傳感器，其彎曲靈敏度分別為-2.6nm/m-1和-1.8nm/m-1。此外考慮到傳感器應用在野外條件下，環(huán)境溫度會在一定范圍內(nèi)波動，我們對傳感器的溫度響應進行了實驗，得到了其溫度響應特性，同時分析了傳感器的溫度-曲率交叉敏感特性。對于長度為55.6mm的傳感器，其溫度響應系數(shù)為0.073nm/℃，對應的曲率-溫度交叉敏感度為0.0105m-1/℃。在上述實驗基礎上，又對傳感器的振動響應特性進行了分析，并對光