【摘 要】
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目前,桥梁、大坝、天然气管道、风力发电场等大型设施安全问题不断出现,急需发展能有效地对这些设施的结构安全进行监测的技术,其中,设施应变的实时监测是结构健康监测的目标
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目前,桥梁、大坝、天然气管道、风力发电场等大型设施安全问题不断出现,急需发展能有效地对这些设施的结构安全进行监测的技术,其中,设施应变的实时监测是结构健康监测的目标之一。光学方法和光纤传感技术用于应变测量具有强抗干扰性、高测量精度、易于多路复用等诸多优点,通过对应变测量方法的分析,本文提出了基于光学低相干应变测量的方法。对低相干法光纤应变测量技术进行了理论分析;设计构建了1550nm近红外波段放大自发辐射光源(Amplifier Spontaneous Emission,ASE)的全光纤光学低相干应变传感测量系统,分别对光路干涉模块、信号采集及处理模块、显示存储和控制模块进行了详细设计;软件部分,用LabVIEW开发设计了具有良好人机交互性能的上位机软件平台;针对抑制色散、滤除信号干扰噪声等技术环节,研究了系统优化方法,提高了系统的测量精度及稳定性;提出了低相干应变测量用于拉伸和扭转的方法,可应用于结构件应变的监测。系统性能验证结果表明系统的线性度达到±0.44%,重复性可达到0.4%,传感性能良好;应用实验表明,系统能灵敏地检测出结构件发生拉伸和扭转形变的趋势及形变量,具有很好的应用价值。该研究为全光纤低相干应变测量技术的进一步应用奠定了基础。
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