光纖光柵應(yīng)變傳感器產(chǎn)品及監(jiān)測(cè)實(shí)例

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1、光纖光柵應(yīng)變監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)原理光纖光柵就是一段光纖，其纖芯中具有折射率周期性變化的結(jié)構(gòu)。根據(jù)模耦合理論，的波長(zhǎng)就被光纖光柵所反射回去（其中λB為光纖光柵的中心波長(zhǎng)，Λ為光柵周期，n為纖芯的有效折射率）。圖1光纖光柵的結(jié)構(gòu)反射的中心波長(zhǎng)信號(hào)λB，跟光柵周期Λ，纖芯的有效折射率n有關(guān)，所以當(dāng)外界的被測(cè)量引起光纖光柵溫度、應(yīng)力改變都會(huì)導(dǎo)致反射的中心波長(zhǎng)的變化。也就是說光纖光柵反射光中心波長(zhǎng)的變化反映了外界被測(cè)信號(hào)的變化情況。當(dāng)布喇格光纖光柵做探頭測(cè)量外界的溫度、壓力或應(yīng)力時(shí)，光柵自身的柵距發(fā)生變化，從而引起反射波長(zhǎng)的變化，解調(diào)裝置即通過檢測(cè)波長(zhǎng)的變化推導(dǎo)出外界被測(cè)溫度、壓力或應(yīng)力。性能指標(biāo)FB

2、G系列產(chǎn)品埋入式應(yīng)變計(jì)表面應(yīng)變計(jì)溫度計(jì)焊接式應(yīng)變計(jì)中心波長(zhǎng)1525～1565nm1525～1565nm1525～1565nm1525～1565nm光柵反射率≥85％≥85％≥85％≥85％分辨率1με1με0.1°C1με量程±3000με±3000με-30～+120°C±3000με<工作溫度范圍-30～+80°C-30～+80°C-30～+80°C-30～+80°C外形尺寸Φ35mm×60mm,Φ35mm×100mm,10×20×100mmΦ5mm×55mm30mm×100mm引線類型左右各1m，左右各1m，左右各1m，左右各0.5m,（可定制其他尺寸）鎧裝，防腐鎧裝0.9m

3、m緊套管，3mm跳線套管，防腐鎧裝0.9mm緊套管，3mm跳線套管，防腐鎧裝0.9mm緊套管，3mm跳線套管，防腐鎧裝封裝結(jié)構(gòu)專業(yè)的防腐蝕、防潮設(shè)計(jì)專業(yè)的防腐蝕、防潮設(shè)計(jì)專業(yè)的防腐蝕、防潮設(shè)計(jì)專業(yè)的防腐蝕、防潮設(shè)計(jì)安裝方式埋入粘接、螺釘外置、埋入焊接、螺釘主要特點(diǎn)★可靠性好、抗干擾能力強(qiáng)★測(cè)量精度高★分布式測(cè)量，測(cè)量點(diǎn)多，測(cè)量范圍大?！飩鞲蓄^結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸小★抗電磁干擾、抗腐蝕、適于惡劣的化學(xué)環(huán)境下工作?！锵到y(tǒng)安裝使用過程中無需定標(biāo)，使用壽命可達(dá)25年以上，適用于長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。應(yīng)用領(lǐng)域航空航天器、石油化學(xué)工業(yè)設(shè)備、電力設(shè)備、船舶結(jié)構(gòu)、建筑結(jié)構(gòu)、橋梁結(jié)構(gòu)、醫(yī)療器具、核反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)等工程實(shí)例

4、采用光纖監(jiān)測(cè)混凝土大管樁在施工過程中的應(yīng)變結(jié)果分析舟山萬邦永躍船舶修造有限公司30萬噸級(jí)舾裝碼頭船塢應(yīng)變監(jiān)測(cè)徐州礦務(wù)局張雙樓煤礦主通風(fēng)井凍法施工安全監(jiān)測(cè)內(nèi)蒙古多倫電廠樁基靜載測(cè)試馬來西亞賓城跨海大橋樁基承載力檢測(cè)深表土凍結(jié)外井壁光纖應(yīng)力實(shí)測(cè)分析監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置總體原則為掌握豎井壁變形動(dòng)態(tài)，并在今后繼續(xù)發(fā)揮其安全預(yù)警作用，應(yīng)布設(shè)較為全面完整的多方位監(jiān)測(cè)體系，從而最大限度的發(fā)揮光纖光柵傳感器的功能，經(jīng)初步分析，井壁可能的變形主要包括：井壁受周圍粘土擠壓產(chǎn)生應(yīng)變；應(yīng)變引起井壁相對(duì)位移（井壁收斂）；深度不同引起疊加位移等，另外因采用凍法施工，井壁壁后溫度也是影響作業(yè)面及支護(hù)初期安全的重要要素，這

5、些要素很有可能成為護(hù)壁破壞失穩(wěn)、發(fā)生惡性事故的誘發(fā)條件。綜上述，豎井監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體原則是：采用多層、多向監(jiān)測(cè)的方法，在關(guān)鍵點(diǎn)（層）布置光纖應(yīng)變、溫度傳感器，監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括：井壁應(yīng)變監(jiān)測(cè)、壁后溫度監(jiān)測(cè)?，F(xiàn)場(chǎng)工況較為潮濕，施工線路較多，監(jiān)測(cè)設(shè)備應(yīng)具有很好的防水、防電磁干擾性能；現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)難度大，應(yīng)采用微機(jī)室內(nèi)實(shí)時(shí)采集的方式（數(shù)據(jù)采集中心）；做好充足施工前準(zhǔn)備工作，保證設(shè)備安裝迅速，準(zhǔn)確，不影響現(xiàn)場(chǎng)正常施工。監(jiān)測(cè)內(nèi)容的確定（1）應(yīng)變監(jiān)測(cè)：計(jì)劃3層，分別位于170.0m、195.0m、220.0m（根據(jù)實(shí)際支模板時(shí)按照施工工藝做適當(dāng)調(diào)整），每層布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)5個(gè)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置圖見附圖一，可與

6、業(yè)主協(xié)商增加或減少監(jiān)測(cè)層數(shù)、點(diǎn)數(shù)。（2）溫度監(jiān)測(cè)：計(jì)劃3層，分別位于170.0m、195.0m、220.0m（根據(jù)實(shí)際支模板時(shí)按照施工工藝做適當(dāng)調(diào)整），每層布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)5個(gè)(與應(yīng)變傳感器處于同一位置靠外側(cè))。（3）安裝應(yīng)變傳感器時(shí)應(yīng)考慮每層至少1個(gè)為豎井縱向方向安置。（4）施工過程中可根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析結(jié)果調(diào)整各階段監(jiān)測(cè)內(nèi)容。監(jiān)測(cè)周期的確定從前述本監(jiān)測(cè)項(xiàng)目任務(wù)可以看到，本監(jiān)測(cè)項(xiàng)目數(shù)據(jù)采集部分分為兩個(gè)階段，一為豎井開挖粘土層施工過程中的監(jiān)測(cè)，二為粘土層通過后的監(jiān)測(cè)。在施工過程中，為了做到全面掌握施工中挖空區(qū)區(qū)間的穩(wěn)定程度，進(jìn)行及時(shí)的反饋，跟蹤施工進(jìn)程；并對(duì)可能出現(xiàn)的險(xiǎn)情發(fā)出合理建議，以便

7、調(diào)整有關(guān)施工工藝和步驟，避免危險(xiǎn)的發(fā)生。此階段監(jiān)測(cè)應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)和施工進(jìn)展情況采取較小的數(shù)據(jù)采集周期。一般情況下，在施工階段以每2～4小時(shí)測(cè)量一次。在施工通過粘土層后，因下部開挖相對(duì)于粘土層較為安全，各監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)趨于平穩(wěn)時(shí)，觀測(cè)周期一般為1個(gè)月1次或兩次，若遇暴雨等其它不利情況則應(yīng)適當(dāng)加密。圖4.1安裝完成的光柵應(yīng)變傳感器數(shù)據(jù)采集及監(jiān)測(cè)成果數(shù)據(jù)采集在監(jiān)測(cè)室（數(shù)據(jù)采集中心）進(jìn)行，定時(shí)將光纖傳來的傳感器中心波長(zhǎng)存儲(chǔ)至計(jì)算機(jī)，經(jīng)處理后轉(zhuǎn)化為應(yīng)變（溫度）量，所有采集數(shù)據(jù)見表8.