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《大连理工大学》 2005年
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基于OTDR的分布式光纤裂缝传感器特性研究

刘晓溅  
【摘要】:裂缝是混凝土材料最常见的损伤形式,是破坏混凝土结构安全的首要因素,因此如何迅速、准确、无遗漏地检测出裂缝的发展状态极为重要。分布式光纤裂缝传感由于能实现空间立体监视和连续性监视,对大体积混凝土结构中的随机裂缝实现有效的检测,在大型土木工程的安全监测中已得到了越来越多的重视。应用分布式光纤裂缝传感检测技术可实现混凝土结构损伤的实时、在线、动态监测,及时发现并确定结构内部损伤的位置和程度,监视损伤区域的扩展,从而准确评估结构物的安全状况。 本论文的工作集中在基于光时域反射计(OTDR)的分布式光纤裂缝传感特性研究,通过结构裂缝模拟实验探求光损耗—裂缝宽度之间的定量关系,研究能独立确定裂缝位置、宽度、走向的方案。主要取得如下研究成果:发现大角度情况下存在对实际工程应用非常有利的光损耗饱和效应,使得即使结构物因某些原因产生了一、两处大裂缝,也不会耗尽整个测量系统的动态范围,系统仍然可对其它存在的较小裂缝进行检测;得到了光纤损耗与裂缝宽度之间可靠、实用的半经验理论计算模型,该模型可以使系统对裂缝宽度的理论计算与实验测量误差小于0.02mm,在重点监测区误差少于0.01mm,与其它半经验公式相比,具有更高的精确度,更符合工程实际;首次提出用两种光源的组合测量系统,能实现单处独立确定裂缝宽度、走向,再加上OTDR本身的定位功能,可得到裂缝三要素:位置、宽度、走向;根据测定的光纤裂缝传感性能,得到最佳的光纤缝面间夹角为60°,对光纤网络的布置具有指导意义。 本工作为分布式光纤裂缝传感系统的发展提供了理论基础,对于混凝土结构的长期监测和结构完好性评估具有重大的工程实用价值。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TP212

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【引证文献】
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1 胡江;苏怀智;张跃东;;光纤传感技术在大坝裂缝预测和监测中的可行性探讨[J];水电自动化与大坝监测;2008年05期
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2 刘邦;复合光纤装置监测滑坡可行性的试验研究[D];重庆大学;2011年
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【共引文献】
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3 韩海玲;李固华;魏建东;王科;徐明强;刘彬;;非破损方法在C30新浇筑混凝土受震后性能检测中的应用[J];四川建筑科学研究;2011年04期
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8 方瑾;;混凝土无损检测常用方法综述[J];安徽建筑;2011年06期
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10 李成;钱楷;;光源线宽对推挽式光纤传感器的影响[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2008年03期
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2 雷平顺;薛力芳;何军;曾华林;付跃刚;周燕;;ZEMAX在多模光纤准直器设计中的应用[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
3 李倩;高伟;奔粤阳;孙枫;;Ixsea公司光纤陀螺捷联惯性装置性能分析与试验研究[A];微机电惯性技术的发展现状与趋势——惯性技术发展动态发展方向研讨会文集[C];2011年
4 孙惠敏;杨建江;袁树忠;;应用缠绕式光纤传感器监测结构状态研究[A];第十一届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ卷[C];2002年
5 吴红华;李正农;;光纤分布传感检测系统在土木工程中应用的研究[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ册[C];2003年
6 庄卫星;金轶群;;FTTH用高强度抗弯曲单模光纤[A];全国第十三次光纤通信暨第十四届集成光学学术会议论文集[C];2007年
7 史巍巍;胡婷婷;;光纤光栅探测超声波的研究现状浅析[A];2011年机械电子学学术会议论文集[C];2011年
8 董晓马;王忠辉;;智能复合材料中FBG智能夹层的研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(9)[C];2007年
9 王术军;张保洲;;原位分光测试系统的研制[A];2004全国光学与光电子学学术研讨会、2005全国光学与光电子学学术研讨会、广西光学学会成立20周年年会论文集[C];2005年
10 王晓玲;郎晓萍;牛春晖;;光信息科学与技术专业课程改革研究[A];2006-2010年教育部高等学校光电信息科学与工程专业教学指导分委员会及协作委员会2010年全体会议论文集[C];2010年
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1 张琛;光纤陀螺光路偏振特性及温度性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 朱晓亮;波导型微结构光纤与标准光纤的耦合机理研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 张勇;布里渊光纤陀螺有源腔关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
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1 胡霁;基于匹配法的嵌入式光纤光栅温度传感系统[D];南昌航空大学;2010年
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3 王铁柱;基于硅基波导声光移频器理论与技术的研究[D];长春理工大学;2010年
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5 左伟丽;连续掺镱光子晶体光纤激光器理论和实验研究[D];郑州大学;2010年
6 罗小军;基于VFC的电子式电流互感器的设计[D];山东农业大学;2010年
7 韩书新;光纤陀螺用保偏光纤及光纤环测试方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 孙巧英;光纤陀螺捷联系统振动特性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 马茜;准分布式光纤布拉格光栅温度监测系统的研究[D];大连理工大学;2010年
10 付丽丽;单块晶体集成的Crossbar网络的优化设计与制作[D];辽宁师范大学;2010年
【同被引文献】
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1 徐亚军,刘长华;基于光纤微弯的分布式光纤应力传感器[J];半导体光电;2003年06期
2 陶波,佴磊,伍法权,郭改梅,柴建峰;抗滑桩与周围岩土体间相互作用力的分布规律[J];吉林大学学报(地球科学版);2005年02期
3 史彦新;张青;孟宪玮;;分布式光纤传感技术在滑坡监测中的应用[J];吉林大学学报(地球科学版);2008年05期
4 赵廷超,黄尚廉,陈伟民,付勇;光纤传感器用于混凝土结构状态检测的研究[J];传感技术学报;1997年03期
5 郑宏军,黎昕,杨恒新;两种典型的光纤传感器研究现状与发展趋势[J];传感技术学报;2001年04期
6 许兆文,武志刚,高伟清,袁树忠,杨建江,黄勇林,童峥嵘,董孝义;基于光纤微弯的缠绕式管道形变传感器[J];传感技术学报;2002年01期
7 孙宝臣;徐华;李剑芝;杜彦良;;基于光纤网络的全分布裂缝检测技术研究[J];传感技术学报;2007年07期
8 毛良明,孟爱东,张德银,骆飞;基于光纤微弯原理的应变式传感器技术研究[J];传感器世界;1999年03期
9 李洪刚;范万德;盛秋琴;;微弯光纤传感器的原理和应用[J];传感器世界;2007年01期
10 汤国强;大地测量法数据处理系统在三峡高边坡监测工程的应用[J];测绘通报;1998年11期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘永莉;分布式光纤传感技术在边坡工程监测中的应用研究[D];浙江大学;2011年
2 陈斌;岩土工程随机反演分析及工程应用[D];河海大学;2001年
3 耿军平;全分布式光纤传感器系统研究[D];西北工业大学;2002年
4 柴敬;岩体变形与破坏光纤传感测试基础研究[D];西安科技大学;2003年
5 张恩勇;海底管道分布式光纤传感技术的基础研究[D];浙江大学;2004年
6 吕擎峰;土坡稳定分析方法研究[D];河海大学;2005年
7 刘德华;超长距离分布式光纤传感技术及其工程应用[D];浙江大学;2005年
8 杨军;白光干涉分布式光纤形变测量技术研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
9 邹建;分布式光纤温度测量系统关键技术研究[D];重庆大学;2005年
10 李育超;基于实际应力状态的土质边坡稳定分析研究[D];浙江大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郑轶;Brillouin散射型分布式光纤传感系统的高速数字BOXCAR技术的研究[D];浙江大学;2003年
2 张岩红;分布式光纤温度传感器信号处理系统的研究与设计[D];燕山大学;2003年
3 周杨;遗传算法在边坡稳定性评价中的应用[D];郑州大学;2003年
4 贾东远;岩质边坡稳定性有限元综合分析方法研究[D];重庆大学;2003年
5 刘志海;分布式光纤温度阈值传感器[D];哈尔滨工程大学;2003年
6 周萍;基于神经网络和遗传算法的岩体参数反分析研究[D];河海大学;2004年
7 隋红丽;分布式光纤温度传感器机理及其应用技术研究[D];燕山大学;2003年
8 郭会勇;准分布式光纤光栅漏油传感器及敏感材料的研究[D];武汉理工大学;2004年
9 关立军;基于强度折减的土坡稳定分析方法研究[D];大连理工大学;2003年
10 黄松;拉曼分布式光纤温度传感器及其空间分辨率研究[D];电子科技大学;2004年
【二级引证文献】
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1 刘艳平;叶宗顺;刘果;华涛;安保庆;;分布式光纤测温系统的研制[J];水电自动化与大坝监测;2011年04期
2 刘健夫;蔡德所;陈光富;;光纤传感技术在滑坡监测中的应用[J];光通信技术;2011年03期
3 刘艳平;叶宗顺;华涛;罗孝兵;刘果;;分布式光纤测温系统光纤衰减不一致的修正方法[J];水电自动化与大坝监测;2012年06期
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1 梁浩;基于序列编码探测脉冲的布里渊光纤传感器的研究[D];南京大学;2011年
2 刘永莉;分布式光纤传感技术在边坡工程监测中的应用研究[D];浙江大学;2011年
3 傅志辉;新型光纤激光器与高灵敏度光纤振动传感器研究[D];浙江大学;2009年
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1 贾相飞;基于聚合物光纤的超大应变测量技术研究[D];天津大学;2010年
2 任鹏;冰结构的光纤智能监测技术[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 尤茜;聚合物光纤扭矩传感技术的研究[D];天津大学;2012年
4 杨莉;Brillouin OTDR在混凝土裂缝检测中的应用研究[D];昆明理工大学;2011年
5 张莹;基于光纤光栅的索力传感器的研制与应用[D];大连理工大学;2011年
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7 田明安;OTDR在光缆施工及监理中的运用[J];安徽建筑;2002年03期
8 薛永端,谢菁,徐丙垠;OTDR中伪随机码应用的新方法[J];山东工程学院学报;2002年02期
9 霍云;光纤接续和配线产品与测试仪器的使用[J];有线电视技术;2004年21期
10 ;HP E6000A Mini-OTDR确保光纤网络的正常运行时间最长[J];现代科学仪器;1997年03期
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1 李致颖;;利用OTDR查找光缆线路故障[A];中国通信学会信息通信网络技术委员会2011年年会论文集(下册)[C];2011年
2 郝敬全;;光缆和光纤监测的几种方法与应用[A];快速提升铁路建设与装备现代化技术促进铁路跨越式发展——中国科协第五届青年学术年会第九分会场论文集[C];2004年
3 张德银;骆飞;;光纤微弯传感器及其大桥分布应变场监测系统的研究[A];中国仪器仪表学会第三届青年学术会议论文集(上)[C];2001年
4 应宁;张志伟;;GPS-RTK与全站仪组合在测量放线技术中的应用[A];建设工程理论与实践(第二辑)[C];2005年
5 马龙;周辉;张宝富;;光纤接头损耗的测量及熔接过程中的减小措施[A];全国第十次光纤通信暨第十一届集成光学学术会议(OFCIO’2001)论文集[C];2001年
6 曾文龙;;光网中光链路的测试方法[A];全国广播电影电视系统首届中青年优秀科技论文集[C];2001年
7 柴敬;魏世明;常心担;李毅;;相似材料模型实验中的OTDR检测方法[A];第八次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2004年
8 成晓林;;利用OTDR进行精确的测试[A];四川省通信学会2000年学术年会论文集[C];2000年
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10 徐海峰;张在宣;王剑锋;戴碧智;刘红林;INSOO S.KIM;;25km光纤温度传感器中背向拉曼散射的放大效应[A];全国第十二次光纤通信暨第十三届集成光学学术会议论文集[C];2005年
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6 安恒公司 高巍;万兆以太网技术及测试[N];中国计算机报;2004年
7 潘璇;通信光缆线路障碍的查找与处理[N];人民邮电;2009年
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9 河南 张国光;如何准确定位光缆线路的障碍点[N];电子报;2003年
10 吴建新、高巍;光纤布线走向规范[N];中国计算机报;2004年
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1 刘晓溅;基于OTDR的分布式光纤裂缝传感器特性研究[D];大连理工大学;2005年
2 刘宏明;嵌入式OTDR相关技术研究[D];电子科技大学;2011年
3 刘方森;基于OTDR光纤温度传感技术的电力负载在线监测系统的研究[D];北京邮电大学;2012年
4 胡文纲;基于USB技术的OTDR研究[D];南昌航空大学;2012年
5 冯宏飞;基于嵌入式ARM-Linux的OTDR信号采集与处理系统[D];西安石油大学;2010年
6 吴晓斐;基于OTDR的桥梁安全检测技术研究[D];华东师范大学;2010年
7 张超;长距离B-OTDA和Φ-OTDR传感系统光信号处理方法研究[D];电子科技大学;2011年
8 李俊;OTDR曲线分析技术在光纤故障诊断中的应用研究[D];华北电力大学;2011年
9 肖天雷;基于OTDR的EPON在线监测和保护系统的研究[D];上海交通大学;2012年
10 代志勇;高性能PC-OTDR技术研究[D];电子科技大学;2001年
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