FBG用于鋼筋混凝土結構健康監(jiān)測的若干關鍵問題研究.pdf

1、本論文在充分研究FBG傳感特性的基礎上，針對鋼筋混凝土結構健康監(jiān)測，研制開發(fā)了貼片式和嵌入式FBG應變傳感器，研究這些傳感器的應變和溫度傳感特性及其溫度補償方法，并將其應用于鋼結構、混凝土結構以及鋼筋混凝土的應變測量。論文全文從以下三個方面報道了碩士課題期間所完成的研究工作： (1)從布拉格方程出發(fā)，分析了FBG應變與溫度傳感及特性，以及FBG中心波長變化對傳感靈敏度的影響，研究了FBG溫度和應變交叉敏感問題，對比現有的應變傳感

2、的溫度補償方案，認為參考光柵法為簡單而有效的手段，研究和推導了補償原理，同時通過等強度梁實驗和溫度標定實驗研究了裸FBG的應變與溫度傳感特性。研究表明，FBG傳感的實驗結果與理論分析吻合很好：FBG對軸向應力較橫向應力更為敏感；在波長變化不大的情況下，波長變化對應變靈敏度的影響很小。 (2)針對土木工程結構健康監(jiān)測的需求，從傳感器的設計方案出發(fā)，對結構形式、材料選擇、封裝工藝等角度對FBG傳感器的封裝技術進行系統地研究，提出了貼

3、片式FBG應變傳感器(包括鋼片、鈦合金片和銅片封裝FBG應變傳感器)，研制了FBG溫度傳感器和嵌入式FBG應變傳感器，并對其傳感特性進行了實驗研究，結果表明FBG應變傳感器具有良好的應變傳感線性度、重復性和準確性，是性能優(yōu)良的傳感器。同時在理論上給出了貼片式及嵌入式FBG應變傳感器應變傳感的力學模型。 (3)研究了貼片式FBG傳感器(包括鋼片和鈦合金片封裝FBG傳感器)用于鋼結構和混凝土結構應變的測量以及嵌入式FBG應變傳感器用