基于光纖光柵的橋梁索力無(wú)線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì).pdf

1、長(zhǎng)期以來(lái)，由于技術(shù)水平的限制，對(duì)橋梁進(jìn)行索力監(jiān)測(cè)時(shí)經(jīng)常采用頻率法，其中的數(shù)據(jù)采集部分經(jīng)常采用壓電陶瓷加速度傳感器。這種方法具有檢測(cè)速度快、測(cè)量精度高的優(yōu)點(diǎn)。但是由于壓電陶瓷加速度傳感器輸出的是弱電信號(hào)，要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸，需要在電路中加入許多放大器，從成本和施工考慮，這種方法很難實(shí)現(xiàn)索力遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，只適用于索力的定期檢測(cè)。同時(shí)，在某些情況下，這種方法的低頻特性也不是很好。 隨著光纖傳感技術(shù)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外提出了基于光纖光柵傳感器的

2、橋梁索力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，它能夠克服傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)的上述缺點(diǎn)，低頻特性好，并且可以很方便的實(shí)現(xiàn)索力遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，具有一系列的優(yōu)勢(shì)。但同時(shí)帶來(lái)了新問(wèn)題：由于橋梁拉索數(shù)量很多，出于成本以及施工條件的考慮，不可能在每根拉索上安裝光纖光柵傳感器，只能將傳感器固定在某幾根拉索上，當(dāng)需要測(cè)量其他拉索受力情況時(shí)，傳感器的拆卸安裝也需要耗費(fèi)大量的人力物力。 針對(duì)這種情況，本文提出了一種基于光纖光柵的橋梁索力無(wú)線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)。由于在數(shù)據(jù)的發(fā)送端和接收端采用了

3、移動(dòng)方便的無(wú)線(xiàn)傳輸模塊，在需要測(cè)量橋梁其他拉索受力情況時(shí)，該系統(tǒng)能夠在很大程度上減小傳感器及相關(guān)光纜電纜的拆卸安裝所耗費(fèi)的大量人力物力，很好的克服了上述系統(tǒng)的缺點(diǎn)，并且同時(shí)具備很多優(yōu)點(diǎn)，如靈敏度高、耐腐蝕、電絕緣、傳輸距離遠(yuǎn)等，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸小、質(zhì)量輕、頻帶寬、可進(jìn)行溫度、應(yīng)變、壓力等多種參數(shù)的分布式測(cè)量，具有很強(qiáng)的工程意義。 本系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)無(wú)線(xiàn)傳輸和監(jiān)測(cè)評(píng)估三部份組成。系統(tǒng)利用光纖光柵傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁索力的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)

4、監(jiān)測(cè)；采用無(wú)線(xiàn)傳輸模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)線(xiàn)傳輸：利用虛擬儀器在上位機(jī)實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)與健康評(píng)估。數(shù)據(jù)采集部分負(fù)責(zé)收集傳感器傳輸?shù)墓庑盘?hào)，經(jīng)波長(zhǎng)解調(diào)后通過(guò)串口發(fā)送給無(wú)線(xiàn)發(fā)送模塊；數(shù)據(jù)無(wú)線(xiàn)傳輸部分包括無(wú)線(xiàn)發(fā)送模塊和無(wú)線(xiàn)接收模塊，由發(fā)送模塊將下位機(jī)送來(lái)的索力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)按照特定傳輸協(xié)議發(fā)送給接收模塊；監(jiān)測(cè)評(píng)估部分包括串口通訊部分和數(shù)據(jù)分析部分，由相應(yīng)的監(jiān)測(cè)評(píng)估軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理，圖表顯示和分析。 本文主要論述了光纖光柵應(yīng)變傳感器，光纖光柵溫度傳感器和光