【摘要】：
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。對橋梁結構實施健康監測,是保障其安全運行的重要手段。應變反映了結構受力與破壞狀況情況,是橋梁健康監測中的最重要的狀態參數之一,由于大型橋梁體積巨大、結構復雜,
監測系統要比較全面地反映橋梁整體受力狀態,往往需要在幾十甚至上百個關鍵部位進行應變監測。
光纖法珀應變傳感器具有結構簡單、耐腐蝕、抗電磁干擾、靈敏度高、溫度影響小、長期穩定性好等特點,非常適合于大型橋梁長期監測中使用。但由于原理的限制,光纖法珀傳感器的復用性能差,成為其在
橋梁監測應用中的瓶頸。
當前光纖法珀應變多點
測量的方法主要有傳感器復用和使用光開關進行通道切換。傳感器復用研究仍停留在兩個傳感器簡單的串聯或者并聯,復用數量低;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變傳感的基本原理和多種調制解調方法,選擇相位調制和離散腔長變換為調制解調方案。比較了多種復用方法,空分復用方法能夠在不改動測量設備、增加成本的情況下實現傳感器的復用測量。提出了光纖法珀傳感器串并聯混合連接的空分復用結構,分析了該復用結構的輸出信號特征,進行了仿真解調。最后完成四傳感器串并聯混合復用實驗,驗證了方案可行性。
采用光路切換方法,根據
橋梁監測對測點數量和儀器穩定性的要求,對多通道應變測量儀硬件和測量軟件進行了設計。該測量系統除能夠單獨完成應變監測外,還具備二次開發能力,供其它應用軟件調用完成測量。測量軟件在長期監測中能夠判斷光譜質量并自動調整測量參數,提高監測的穩定性。制作了擁有24通道的多通道光纖法珀應變測量儀樣機,進行了多通道巡檢測量實驗。
結合多通道測量儀和串并聯混合復用技術,使測量儀的多點測量能力進一步得到提高,降低整體測量成本。
【關鍵詞】：光纖法珀傳感器 復用 多點測量 應變測量儀 橋梁健康監測 【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2006
【分類號】：U446.2
【DOI】：CNKI:CDMD:2.2006.148649
【目錄】：
- 中文摘要4-5
- 英文摘要5-9
- 1 緒論9-20
- 1.1 多點應變測量在大型橋梁健康監測中的重要性9-12
- 1.2 常用應變測量方法12-16
- 1.3 光纖法珀應變傳感及多點測量技術的研究現狀16-18
- 1.4 課題研究內容及意義18-20
- 2 光纖法珀應變傳感調制解調基本原理20-29
- 2.1 光纖法珀應變傳感器基本原理20-21
- 2.2 光纖法珀應變傳感器調制解調方案21-28
- 2.3 本章小結28-29
- 3 光纖法珀應變傳感器復用實現多點測量研究29-39
- 3.1 光纖法珀應變傳感測量常用復用方法介紹29-32
- 3.2 光纖法珀應變傳感器串并聯混合復用32-36
- 3.3 串并聯混合復用實驗及分析36-38
- 3.4 本章小結38-39
- 4 多通道光纖法珀應變測量系統研究與設計39-63
- 4.1 多通道光纖法珀應變測量系統總體設計39-41
- 4.2 硬件設計41-51
- 4.3 軟件設計51-60
- 4.4 樣機測量實驗60-62
- 4.5 本章小結62-63
- 5 全文總結63-64
- 致謝64-65
- 參考文獻65-68
- 附錄68-69
- 獨創性聲明69
- 學位論文版權使用授權書69
