耐腐蝕FBG傳感器設(shè)計與腐蝕監(jiān)測方法研究.pdf

1、實時監(jiān)測和診斷重大工程的結(jié)構(gòu)性能，及時發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的損傷部位，并評估其安全性，預(yù)測結(jié)構(gòu)的剩余壽命，對提高工程結(jié)構(gòu)的運營效率、保障人民生命財產(chǎn)的安全具有極其重要意義，也是土木工程學(xué)科發(fā)展的一個重要領(lǐng)域。而由于光纖光柵具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、體積小、耗能少，靈敏度和測量精度高，抗電磁干擾、電絕緣，測量對象廣泛，傳輸頻帶較寬，可靠性和穩(wěn)定性好以及準(zhǔn)分布式測量、便于成網(wǎng)，能夠?qū)崿F(xiàn)在線實時監(jiān)測等優(yōu)點，所以被廣泛應(yīng)用到結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測當(dāng)中。
　　本文

2、介紹了光纖光柵的結(jié)構(gòu)和基本原理，以及幾種典型光纖光柵傳感器的封裝原理。在應(yīng)用這些傳感器的基礎(chǔ)上，首先針對不銹鋼管封裝的光纖光柵傳感器長期處于惡劣的工作環(huán)境中將不可避免的遭受不同程度的腐蝕的問題提出了新型耐腐蝕光纖光柵溫度傳感器和應(yīng)變傳感器，這種傳感器采用在傳感器外部增設(shè)耐腐蝕層來延長其使用壽命，以利于更好的完成監(jiān)測工作；其次，針對埋地管道的腐蝕情況不能被直接觀察到，也不容易及時發(fā)現(xiàn)泄漏部位這一問題提出了一種監(jiān)測管道腐蝕的新方法，這種監(jiān)測

3、方法是將封裝好的光纖光柵傳感器粘貼在管道外壁，通過監(jiān)測外壁環(huán)向變形來判斷管道腐蝕的情況和程度，通過理論值、模擬值和試驗值三者的對比分析來說明這種新方法是可行的，并且值得被應(yīng)用和推廣，為埋地管道的防災(zāi)減災(zāi)提供了一種對策；最后，針對鋼筋腐蝕后截面不斷減小直至銹斷，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效的問題提出了一種在線實時監(jiān)測結(jié)構(gòu)中鋼筋早期腐蝕的新方法，這種方法是在傳感器表面涂一定量的銹轉(zhuǎn)化涂料，鋼筋腐蝕后的產(chǎn)物與涂料反應(yīng)生成具有一定的厚度混合物質(zhì)，會對與鋼筋緊密

4、接觸的傳感器產(chǎn)生一定的擠壓力，根據(jù)擠壓力的大小間接判斷出鋼筋的腐蝕情況，可用于鋼筋腐蝕的早期監(jiān)測。
　　本文提出的新型耐腐蝕傳感器制作簡單，性能可靠，易于加工制造，不會對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，能夠延長傳感器的使用壽命，并且適合于需要長期監(jiān)測溫度和應(yīng)變，但監(jiān)測環(huán)境又比較惡劣的部位；而監(jiān)測管道腐蝕的方法可以在線實時監(jiān)測管道的應(yīng)變變化情況，以便人們及時發(fā)現(xiàn)管道上的薄弱部位，采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施，降低運行風(fēng)險，提高管道的安全性和總體經(jīng)濟(jì)效益；最后提