光纖法珀應(yīng)變傳感多點測量技術(shù)研究.pdf

1、大型橋梁在國家交通、軍事和社會生活中具有舉足輕重的地位。對橋梁結(jié)構(gòu)實施健康監(jiān)測，是保障其安全運行的重要手段。應(yīng)變反映了結(jié)構(gòu)受力與破壞狀況情況，是橋梁健康監(jiān)測中的最重要的狀態(tài)參數(shù)之一，由于大型橋梁體積巨大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，監(jiān)測系統(tǒng)要比較全面地反映橋梁整體受力狀態(tài)，往往需要在幾十甚至上百個關(guān)鍵部位進行應(yīng)變監(jiān)測。 光纖法珀應(yīng)變傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、耐腐蝕、抗電磁干擾、靈敏度高、溫度影響小、長期穩(wěn)定性好等特點，非常適合于大型橋梁長期監(jiān)測中使用。

2、但由于原理的限制，光纖法珀傳感器的復(fù)用性能差，成為其在橋梁監(jiān)測應(yīng)用中的瓶頸。 當(dāng)前光纖法珀應(yīng)變多點測量的方法主要有傳感器復(fù)用和使用光開關(guān)進行通道切換。傳感器復(fù)用研究仍停留在兩個傳感器簡單的串聯(lián)或者并聯(lián)，復(fù)用數(shù)量低；通道切換方法則每增加一個通道都會增加測量成本。 本文分析光纖法珀應(yīng)變傳感的基本原理和多種調(diào)制解調(diào)方法，選擇相位調(diào)制和離散腔長變換為調(diào)制解調(diào)方案。比較了多種復(fù)用方法，空分復(fù)用方法能夠在不改動測量設(shè)備、增加成本的情

3、況下實現(xiàn)傳感器的復(fù)用測量。提出了光纖法珀傳感器串并聯(lián)混合連接的空分復(fù)用結(jié)構(gòu)，分析了該復(fù)用結(jié)構(gòu)的輸出信號特征，進行了仿真解調(diào)。最后完成四傳感器串并聯(lián)混合復(fù)用實驗，驗證了方案可行性。 采用光路切換方法，根據(jù)橋梁監(jiān)測對測點數(shù)量和儀器穩(wěn)定性的要求，對多通道應(yīng)變測量儀硬件和測量軟件進行了設(shè)計。該測量系統(tǒng)除能夠單獨完成應(yīng)變監(jiān)測外，還具備二次開發(fā)能力，供其它應(yīng)用軟件調(diào)用完成測量。測量軟件在長期監(jiān)測中能夠判斷光譜質(zhì)量并自動調(diào)整測量參數(shù)，提高監(jiān)測