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《西安科技大学》 2004年
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相似模拟实验中的光纤光栅传感测试研究

魏世明  
【摘要】:光纤传感技术是近几年发展起来的一门新技术。这项技术一经问世,就由于其独特的优点而受到人们的广泛关注,使其应用在许多领域。光纤传感器的分布式布置可以监测材料变形的整个过程,并可对变形位置定位。 根据检测光在光纤中传播时的光强、相位、偏振态以及波长(或频率)等特征参量的变化,实现对外界的检测或测量,这就是光纤传感的基本原理。光纤传感器是根据光纤的传输原理,通过对光纤传光特性的检测来感测外部环境变化的一种装置。光纤光栅技术发展快。光栅对光信号有一定的过滤作用,只允许一定波长的光通过,不能通过的光波将被反射回来。应变和温度的变化都能引起反射波长的偏移。假设温度恒定时,由波长的偏移量就可得出应变的变化。 在本论文中,首先根据光纤的弯曲损耗原理监测岩层的变形。将光纤传感器埋入模拟岩层中,实验过程中岩层的下沉使传感器有弯曲变形,表现为光信号的损耗变化。保持光纤连接端状态的稳定,则所测得的损耗就是由岩层的变形引起的。实验结果表明,在模型开采的初始阶段,光纤损耗增大,此时的岩层基本无移动;当岩层开始有小的变形时,损耗减小,此后变化幅度变小,至垮落。同类实验表明有相同的规律性。此种方法可以感知岩层变形但不能确定变形的具体位置,为此,在接下来的实验中选用测试精度高的光纤光栅技术。 将光纤光栅铺入模拟岩层中,岩层的变形使光栅有应变的变化,表现为波长的偏移。实验中,处在相同位置上的光栅点波长偏移规律相同;距开挖位置越近的点越先受采动的影响,最先有波长的变化;在工作面前方,支承压力重新分布,位于前方10~30cm范围内的各点波长值增加;岩层在弹性范围内的变形可由光纤光栅测出。本论文通过实验验证了光纤光栅技术在测试岩层变形时的可行性,波长的偏移可以反映模拟岩层的变形规律。
【学位授予单位】:西安科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TP212

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2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 许国安;深部巷道围岩变形损伤机理及破裂演化规律研究[D];中国矿业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 邓明;相似模拟实验中光纤光栅测试的温度补偿方法[D];西安科技大学;2006年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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10 关新春;韩宝国;欧进萍;;碳纤维水泥石传感器制作技术及其研究现状[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅲ[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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
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5 吕文磊;压差式光纤矢量水听器基元与测试技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 史青;光子晶体光纤及其在传感领域的应用研究[D];南开大学;2010年
7 姜萌;光纤CRDS流体传感的理论与实验研究[D];南开大学;2010年
8 石洗凡;大幅面古画高保真数字获取关键技术研究[D];浙江大学;2010年
9 付宏燕;基于光纤器件的微波信号产生、滤波技术及其应用[D];浙江大学;2010年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈轶;浅埋深弱粘结薄基岩采面覆岩层移动规律及支架阻力研究[D];河南理工大学;2010年
2 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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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 魏世明,柴敬,李毅;岩梁小变形的光纤光栅检测方法研究[J];地下空间与工程学报;2005年S1期
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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
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中国重要报纸全文数据库 前3条
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中国博士学位论文全文数据库 前9条
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3 张东明;岩石变形局部化及失稳破坏的理论与实验研究[D];重庆大学;2004年
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中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 何玉钧;基于自发布里渊散射的分布式光纤传感技术的研究[D];华北电力大学;2002年
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5 邓夷明;双排抗滑桩抗滑机理的研究[D];西南交通大学;2008年
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 许国安;深部巷道围岩变形损伤机理及破裂演化规律研究[D];中国矿业大学;2011年
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
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9 邓大鹏;李洪顺;赵峰;林初善;;军用光缆窃听监测方案研究[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集(上)[C];2006年
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中国重要报纸全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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3 张沛;浅埋煤层上覆厚沙土层采动载荷传递机理研究[D];西安科技大学;2004年
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6 许振华;片理结构岩体采场稳定性研究[D];江西理工大学;2007年
7 刘文岗;浅埋煤层砂土层载荷传递机理研究[D];西安科技大学;2003年
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