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工程结构光纤应变传感器

工程结构光纤应变传感器郑小平查开德廖延彪(清华大学电子工程系,北京,100084)戚久祝吴佩刚(清华大学土木工程系,北京,100084)摘要研究了一种用于土木工程结构监测的本征型强度调制光纤传感器,其敏感部分是利用光刻技术在多模光纤上形成的齿槽周期结构。详细分析了该传感器原理,首次得到这种传感器既能测量拉应变,也能测量压应变的统一表示公式。传感器对应变的响应具有良好的线性度和重复性,而且应变灵敏度完全由敏感元结构参数决定。给出了钢筋拉应变、混凝土压应变的试验结果。定标后传感器测量钢筋拉应变时,其应变的精度优于±2.5%;测量混凝土压应变时,其精度优于±2.9%。量程与精度已完全满足工程结构安全检测的要求。主题词应变传感器,光纤传感器,土木工程,结构可靠性。分类号TN253OpticFiberStrainSensorfortheEngineeringStructureZhengXiaoping,ZhaKaide,LiaoYanbi...  (本文共7页) 阅读全文>>

北京交通大学
北京交通大学

大型桥梁结构健康监测技术研究与应用

20世纪以来国内外桥梁工程建设取得了突破性的成就,桥梁建设正向着规模的大型化、形式的轻柔化、功能的复杂化发展。鉴于桥梁工程在国家建设和人民生活中的重要作用,桥梁结构的安全性与耐久性越来越受到人们的高度重视,所以现代工程技术人员不但关注桥梁设计与施工技术,而且更关注桥梁结构的维护和保障问题。随着科学技术的飞速发展,在现代桥梁工程领域中有关大型桥梁的健康监测、安全评估以及寿命预测等问题已经成为当前桥梁工程界的研究热点。本文在铁道部科技开发项目——“秦沈客运专线辽河大桥光纤测试技术的应用研究(2001G018-B)”、“芜湖长江大桥长期监测、安全评估和报警系统的研究(2000G19-B)”的资助下,立足于工程实际应用,采用理论与试验相结合的方法,对桥梁健康监测过程中的一系列关键技术问题进行了深入系统的研究,主要工作包括:1.提出了桥梁结构监测系统总体结构的工程化设计方案。对大型桥梁结构健康监测中的关键技术进行了系统的研究,提出了监测系...  (本文共144页) 本文目录 | 阅读全文>>

《仪表技术与传感器》1970年20期
仪表技术与传感器

工程结构光纤应变传感器

工程结构光纤应变传感器郑小平查开德廖延彪清华大学电子工程系北京市100084戚久祝吴佩刚清华大学土木工程系北京市100084【摘要】研究了一种用于土木工程结构监测的本征型强度调制光纤传感器。其敏感部分是利用光刻技术在多模光纤上形成的齿槽周期结构。文中对该传感器原理作了详细的分析,首次得到这种传感器既能测量拉应变,也能测量压应变的结论。传感器对应变的响应具有良好的线性和重复性,其应变灵敏度完全由敏感元件结构参数决定。文中给出了钢筋拉应变、混凝土压应变的试验,结果与理论一致,表明这种传感器是土木工程结构力学测量、结构监测等方面应用的新一代较为理想的光纤传感器。叙词:工程结构光纤应变传感器光纤传感器AFiberOpticStrainSensorforEngineringStructuresZhengXiaoping,ZhaKaide,andLiaoYanbiaoDept.ofElectronicEngineering,Tsinghua...  (本文共4页) 阅读全文>>

东北林业大学
东北林业大学

智能桥梁结构健康监测的研究

随着国内外大跨度桥梁的增多,桥梁结构型式的轻柔化、系统功能的复杂化以及人们对桥梁安全性与耐久性的要求越来越高。智能桥梁结构将成为未来理想的桥梁结构,智能桥梁的第一层次即桥梁结构健康监测已经成为国内外工程界和学术界关注的前沿课题。本文从智能材料结构的理论出发,给出了智能桥梁结构的概念,研究了桥梁结构健康监测系统和桥梁结构光纤光栅监测技术及桥梁结构监测评估方法,并成功地应用于芜湖长江大桥斜拉桥健康监测中。研究首先从智能材料结构的理论出发,提出了智能桥梁结构的概念,在详细阐述智能桥梁结构的组成和设计准则的基础上,讨论了智能桥梁结构的信息处理、智能类型和设计方法,指出光纤传感器是现阶段最适合智能桥梁结构的感知材料、智能桥梁结构应该以嵌入式为主,桥梁结构健康监测属于智能桥梁结构的第一层次——自感知桥梁结构,智能桥梁结构的设计要遵循两大准则——功能和效益成本分析,从初步设计到试验验证要经多个反复后才能进行施工。根据智能桥梁结构的特点,本文研...  (本文共136页) 本文目录 | 阅读全文>>

武汉理工大学
武汉理工大学

光纤光栅智能材料与结构理论和应用研究

材料与结构的智能化是21世纪具有挑战性的课题。利用智能材料与结构技术解决重大工程结构在整个生命周期内的健康监测和安全评估问题,是一个世界性的研究热点,具有重大的社会意义和经济价值。“结构健康监测”是智能材料与结构发展与综合的象征,是高新技术开发与集成的标志,也是现代结构实验技术的集中体现。研究开发在长期稳定性上满足工程要求的传感元件、发展新型光纤光栅智能材料结构系统是从根本上实现结构健康监测的核心工作之一。本论文在国家自然科学基金、国家863计划和湖北省重点攻关项目的支持下,在导师的悉心指导下,从基础理论、基本实验、工程应用上研究了光纤光栅智能材料与结构的理论和应用技术,从材料、构件、结构等方面探讨了用于重大工程结构的光纤光栅传感器的制备技术、光纤光栅传感网络设计技术和系统集成技术。目的是研制出光纤光栅应变、温度和压力等传感器及其所构成的健康监测系统,并实现在重大工程建设中的应用。本论文的相关研究工作历时五年,多项研究成果通过相...  (本文共193页) 本文目录 | 阅读全文>>

沈阳建筑大学
沈阳建筑大学

基于光纤光栅的多维传感器的设计及应用研究

现代重大工程的结构性能要求高,结构复杂,对其实施监测及时发现结构损伤部位及破环程度,评估结构安全性能,预测结构性能的变化和剩余使用寿命,对提高工程结构的运营效率、保障人民生命财产的安全具有极其重要意义。光纤光栅具有测量精度高、灵敏度高、结构简单、体积小、重量轻、电绝缘、抗电磁干扰能力强、测量对象广泛、易构成传感网络、实现在线实时监测等优点。随着光纤光栅传感技术的高速发展,光纤光栅在结构健康监测领域引发了一场变革。本文主要内容如下:首先介绍了光纤光栅传感技术的优越性和发展现状,详细阐述了光纤光栅的结构和传感原理,进一步深入研究了光纤光栅应变和温度传感器的传感特性;随着光纤光栅的制造技术不断完善,逐渐显示出其不可替代性以及在各个领域的极大应用前景,利用它对结构进行健康监测,是土木工程领域发展的重要方向之一;其次提出平面二维光纤光栅应变传感器和空间三维光纤光栅应变传感器的设计。针对处于复杂应力状态下的工程结构出现的“维度匹配”问题,提...  (本文共77页) 本文目录 | 阅读全文>>