大量程光纤光栅应变传感器的开发与应用
[Abstract]:Real time health monitoring is carried out on large and complex engineering structures to identify the cumulative damage of structures and evaluate their service performance and life in time, and to establish a corresponding safety warning mechanism for early warning of possible disasters. It is not only of great scientific significance to improve the safety and reliability of the structure, but also can reduce the operating and maintenance costs of the structure, which is of considerable economic value. Real-time monitoring of the health status of the structure and evaluating its safety has become an inevitable requirement of future engineering construction, and is also an important subject to be solved urgently in the 21 ~ (st) century. In view of the fact that some structures in civil engineering are relatively large in stress and strain under the actual working conditions, the fiber Bragg grating sensors can not meet the needs of this kind of engineering monitoring at the present stage. A large number of fiber Bragg grating strain sensors have been developed to meet the needs of this kind of engineering monitoring. At the same time, the new sensor is calibrated and applied, and the measurement precision and error range of the sensor are obtained. In this paper, based on the principle of fiber Bragg grating strain sensor, the basic theory of a large number of fiber Bragg grating strain sensors is established. Under the guidance of this basic theory, a new type of sensor package is designed. Compared with the previous fiber Bragg grating strain sensor, this new type of sensor can multiply the strain from the component to be measured and then transfer it to the fiber Bragg grating. It ensures that the strain of fiber grating does not exceed its limit tensile strain and increases the range of strain measurement of the sensor. Combined with the strain transfer process of the sensor, the causes of the deviation between the sensor parameters and the design value are analyzed, and the actual measurement range and accuracy of the sensor are calibrated. The new fiber grating sensor has the advantages of small size, simple structure, good stability and reliability, easy installation and has all the advantages of fiber grating sensor. Different types of sensor supports can be used in different shapes of the components to be tested, so that the sensors can effectively monitor the force state of the components. In this paper, a large number of fiber Bragg grating sensors are successfully installed on the surface of the prestressed steel strand, and the stress state during the tensioning process of the steel strand is effectively monitored. Because the steel strand is different from the common steel bar, the sensor can not be welded to the steel strand. In this paper, a kind of arc support is also designed, which is convenient for a large number of fiber Bragg grating strain sensors to be installed on the steel strand. Combined with the force form of the steel strand, the relationship between the strain value measured by the sensor and the actual value is analyzed, and the method of correcting the deviation is put forward. The members of this paper made use of the fiber Bragg grating strain sensor and the fiber grating temperature sensor to monitor the structure of the main body of Shenyang Culture and Art Center during the construction stage. In the process of monitoring, some problems in the application of fiber grating sensors are solved, and good monitoring results are obtained. It provides valuable basis for construction quality control and safe construction.
【学位授予单位】:沈阳建筑大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TU317
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,本文编号:2185043
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