收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

超长距离分布式光纤传感技术及其工程应用

刘德华  
【摘要】:鉴于工程事故时有发生,重大工程和基础设施的安全性与耐久性问题一直是社会关注的焦点。目前我国正处在大规模的土木工程和基础设施建设高峰期,许多世界注目的重大工程和基础设施已经建成或正在规划建设中,如已经建成的长江三峡工程,正在建设的南水北调工程、渤海海域多座海洋平台和海底管线、苏通大桥和2008奥运会场馆等。研究有效的结构健康监测和诊断技术,监测重大工程的结构安全就显得非常必要。浙江大学承担的国家“863计划”子课题“长距离海底管道分布式光纤传感技术”,拟通过安装超长距离分布式光纤传感系统实时监测海底管道的安全运行,这是对研究新型传感技术的一种有益尝试。基于该课题,本文对分布式光纤传感技术进行了一系列的延伸研究。分布式传感器能够完整获取结构的应变场分布信息,为全面评价结构状态提供了直接依据,它的推广应用对保证重大工程和基础设施的安全具有重要意义。 本文首先分析了B-DOFS的传感机理,建立了布里渊频移与传感光纤应变的关系,然后重点研究了实现B-DOFS试验样机的关键技术,特别是如何实现250km以上的超长传感距离。浙江大学在国内率先研制成功B-DOFS系统,利用波分复用技术,解决了250km超长传感距离问题。根据查新结果,目前国外类似产品的传感距离尚未有超过100km的报道。样机系统的空间分辨率为5米,应变检测范围为-2500με~+2500με,应变分辨率为50με。 然后,利用钢管模拟海底管道进行了一系列试验,验证了B-DOFS样机系统的性能,论证了分布式光纤传感器监测海底管道安全运行的可行性。把传感光纤粘贴在工字钢梁上,试验了不同类型传感光纤的传感性能和B-DOFS系统测量的可重复性。试验结果表明:B-DOFS样机能够较好地检测结构的拉、压应变,性能稳定,可重复性好。 本文系统地研究了光纤传感器的封装和安装因素给测量精度带来的影响。从理论上分析了传感光纤与结构基体的应变传递关系,得出了结构基体与光纤传感器应变传递关系的解析解。研究表明传感光纤保护层厚度、长度和材料性质对FBG传感器的测量精度有一定影响,粘结剂对外贴式光纤传感器有较大影响。只要安装良好,传感光纤保护层和粘结剂对长距离分布式传感器的测量精度没有影响。有限元模拟结果表明,采用微管布设施工方法安装分布式传感光纤,微管对分布式光纤传感器的测量精度没有影响。 由于B-DOFS只能够获取被测结构应变分布的概况信息,但是不能准确测量


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 赵启林;徐洪钟;;光纤光栅技术与应用专题讲座(三) 第6讲 光纤光栅传感技术在土木工程中的应用[J];军事通信技术;2009年01期
2 王延年,赵玉龙,朱笠,蒋庄德,赵国仙;分布式光纤传感器在管道泄漏监测中的应用[J];郑州大学学报(理学版);2003年02期
3 刘欣慰;孙宁;赵印;;光纤传感器在煤矿监控中的应用[J];中国高新技术企业;2008年14期
4 马水山,王志旺,李端有,汤平;光纤传感器及其在岩土工程中的应用[J];岩石力学与工程学报;2001年S1期
5 吕海宝,楚兴春,黄锐;分布式光纤传感器的现状及发展趋势[J];宇航计测技术;1998年02期
6 陈继宣;龚华平;张在宣;;光纤传感器的工程应用及发展趋势[J];光通信技术;2009年10期
7 孙光东;;分布式光纤传感器在预应力结构健康监测中的应用研究[J];大学物理实验;2006年03期
8 李俊;吴瑾;高俊启;;混凝土结构光纤光栅腐蚀传感器[J];中国腐蚀与防护学报;2009年02期
9 陈学江,徐兵,周为;光纤传感器在发动机叶尖间隙监测中的应用[J];传感器技术;1996年03期
10 孟昕元;;基于无线数传电台的分布式煤矿瓦斯监测系统硬件架构的研究[J];河南机电高等专科学校学报;2006年04期
11 洪伟年;;光纤传感器为监测复合材料应力提供钥匙[J];光纤与电缆及其应用技术;1988年02期
12 EricUdd;光纤智能结构[J];现代计量测试;1997年01期
13 刘文,杨坤涛,许远忠;基于自发Raman散射分布式光纤测温系统设计[J];光通信研究;2005年04期
14 郑小平,查开德,廖延彪,戚久祝,吴佩刚;工程结构光纤应变传感器[J];光电工程;1997年05期
15 李文植;光纤传感器的发展及其应用综述[J];科技创业月刊;2005年07期
16 刘微;李靖;;分布式光纤光栅在管道检测中的应用[J];红外;2008年07期
17 刘龙天,邹健,黄尚廉;基于普通光纤的分布式温度传感系统[J];光电工程;1996年02期
18 李金艳;王凯;童茂松;;光纤传感器及其在物业管理中应用[J];传感器世界;2007年02期
19 谷怀民,李光晓;光纤灵巧结构的应用[J];光电子技术与信息;1996年05期
20 何爱勇,程华;光纤传感技术在结构工程检测中的应用[J];传感技术学报;2002年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李程;杨建江;姜红;;光纤在土木工程中的应用[A];第九届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ卷[C];2000年
2 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
3 卢哲安;符晶华;张全林;;光纤传感器用于土木工程检测的研究——关键技术及实现途径[A];湖北省土木建筑学会学术论文集(2000-2001年卷)[C];2002年
4 李辰砂;张博明;武湛君;王殿富;杜善义;;光纤传感器监测复合材料成型过程的技术[A];第四届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];2001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 黄国君;殷昀虢;戴锋;;光纤布拉格光栅传感系统在海洋平台监测中的应用研究[A];2003年度海洋工程学术会议论文集[C];2003年
7 杨建江;刘铁根;;光纤在土木工程中的应用[A];第六届全国结构工程学术会议论文集(第二卷)[C];1997年
8 卓红艳;;光纤传感器在平台振动测试中的应用研究[A];中国电子学会第七届学术年会论文集[C];2001年
9 魏德荣;赵花城;秦一涛;张弘;;分布式光纤监测技术在我国的发展[A];2004年全国碾压混凝土坝筑坝技术交流会论文集[C];2004年
10 曹胜华;徐大可;许高文;蔡一磊;;光纤传感器在电机测温中的应用[A];第十五届中国小电机技术研讨会论文摘要集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 何建平;全尺度光纤布里渊分布式监测技术及其在土木工程的应用[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 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
4 冉曾令;深紫外激光制作的微光纤传感器及系统研究[D];电子科技大学;2009年
5 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
6 王宇翔;分布式网络地理信息系统研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2002年
7 董红军;基于多Agent的分布式CAPP及工艺信息管理研究[D];西北工业大学;2000年
8 娄渊胜;基于构件的分布式防汛信息系统框架研究[D];河海大学;2002年
9 刘峰;仪用主从耦合分布式并行处理容错系统体系结构研究[D];浙江大学;2003年
10 王加虎;分布式水文模型理论与方法研究[D];河海大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郭金光;罐群参量分布式光纤检测系统研究[D];大庆石油学院;2006年
2 刘文;基于拉曼散射的分布式光纤温度传感系统的研究[D];华中科技大学;2005年
3 李乐;基于主动加热式的海底管道悬空监测技术[D];大连理工大学;2011年
4 张勇东;基于光纤传感技术的油库罐区监测系统的研究[D];武汉理工大学;2004年
5 殷明杰;聚电解质层层自组装多层膜在光纤传感器中的应用研究[D];浙江大学;2011年
6 兰杰;海底管道防腐状态检测关键技术研究[D];大连理工大学;2010年
7 余峰;基于LabVIEW的FBG传感测试系统的研究[D];武汉理工大学;2006年
8 张方元;定量风险分析(QRA)及其在海底管道完整性管理方面的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 张宝林;海底管道浮拖法施工工艺及其管道铺设受力性能分析[D];长安大学;2010年
10 李婧涓;智能电网中的分布式光纤传感技术及应用研究[D];华中科技大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 兰建国;精心施工铸精品[N];中国冶金报;2007年
2 本报记者 肖寒;扬专业之长 创海外特色市场[N];中华建筑报;2006年
3 记者 张涛实习生 程辰;5项目拿下中国土木工程詹天佑大奖[N];中国水运报;2008年
4 山西省运城市住房和城乡建设局 贺太生;土木工程项目管理改革迫在眉睫[N];中华建筑报;2010年
5 雷涛;基金继续增仓土木工程板块[N];证券日报;2008年
6 刘忠进 杨树梅;严抓管理出成效[N];中国电力报;2007年
7 特约记者 张栋;太行杯土木工程大奖揭晓[N];科学导报;2006年
8 记者 董立巍 李仕兵;中国铁建五项工程获此殊荣[N];中国铁道建筑报;2007年
9 记者 郝莹 马胜利;22项工程喜获詹天佑大奖[N];中国建设报;2006年
10 林树玉 王悦忠 提供 中建六局副局长 土木工程公司总经理 张成才;中建六局土木工程公司:五十载的积淀 五十年的辉煌[N];北方经济时报;2005年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978