應(yīng)用于混凝土壩體溫度測量的激光干涉技術(shù)研究.pdf

1、光纖溫度傳感器因其具有防燃、防爆、不帶電、抗電磁干擾、抗腐蝕、能在有害環(huán)境中安全運行等一系列優(yōu)點，因而得到日益廣泛的應(yīng)用。而干涉型光纖溫度傳感器以全光纖、靈敏度高、能實現(xiàn)多路傳感及傳感量廣等優(yōu)點，在光纖溫度傳感器中占有十分重要的地位。本課題所研究的是用于混凝土壩溫度測量的激光光纖干涉型傳感器，是基于混凝土壩環(huán)境變化復(fù)雜，又要考慮多點測溫、安全和遠(yuǎn)距離信號傳輸?shù)囊蠖岢龅?。該傳感器將激光干涉與光纖技術(shù)結(jié)合起來，能夠?qū)崿F(xiàn)壩體溫度多點測量，

2、具有極好的防電磁干擾、防爆和絕緣特性。 本文首先對滿足高精度要求的傳感器測頭的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，該傳感器測頭以其獨特的結(jié)構(gòu)克服了傳統(tǒng)的干涉型光纖溫度傳感器易受環(huán)境擾動影響的缺點。同時結(jié)合傳感頭的結(jié)構(gòu)及測量原理建立了該測溫系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。 針對因采用保偏光纖而使輸出信號比較微弱的特點，突破了傳統(tǒng)的光纖干涉儀的光電檢測方法，采用具有自掃描、高靈敏度、高分辨力、體積小、重量輕、機(jī)械抗震強(qiáng)度好和反映像素位置準(zhǔn)確等優(yōu)點的CCD器

3、件拾取干涉條紋信號來實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。針對混凝土的施工對光纖的干擾，對光纖設(shè)計了一種新的結(jié)構(gòu)，提高了測量精度、減小了測量誤差；在研究混凝土施工中溫度變化特性的基礎(chǔ)上，提出了傳感器在壩體測溫時的標(biāo)定方法。 針對干涉圖的特點選取了合適的圖像處理方法。針對壩體溫度變化比較復(fù)雜的情況，編制的軟件可對所獲得的條紋圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行自動條紋提取，以獲得與溫度變化量有關(guān)的條紋位移信息。所有處理過程都由微機(jī)自動完成，大大提高了測量的速度。 該系統(tǒng)