FBG位移传感器的研究及其在管廊监测中应用
发布时间：2021-10-27 12:30
随着国家现代化的发展,综合管廊以其集约化设计,统一化管理等传统管线无法比拟的优点,得到迅速的发展。但当综合管廊结构发生破坏无法及时监测修补时,可能造成内部管网变形严重损坏,由此造成的经济损失及社会影响可能比传统管线更为严重。因此,地下综合管廊的在线监测具有重大意义。鉴于地下综合管廊的复杂性及其对监测精确性的要求,光纤光栅（FBG）传感器凭借其优越性作为地下综合管廊健康监测的首选。第一章首先介绍了地下综合管廊结构的主要组成及分类,其建设意义,概述了管廊发展历史。然后,根据管廊的特点、常见病害分析说明了综合管廊在线监测的必要性。之后,简要介绍了现有裂缝测量技术及其特点与存在的不足。最后,说明了FBG监测独特的优越性,并简要介绍了其发展历程,提出本课题的研究内容。第二章首先介绍了FBG的传感原理,然后基于其原理介绍了所设计的拉杆式和梁式两种位移传感器,并简要推导了该位移传感器的结构和位移测定原理、其传感元件的封装原理以及该传感器实现温度自补偿的原理。第三章首先介绍了FBG位移传感器的位移灵敏度系数标定实验,验证了该位移传感器的波长变化与位移呈线性关系,且其线性拟合度较高（在0.999以上）;...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 地下综合管廊简介
1.1.1 主要组成部分及分类
1.1.2 地下综合管廊建设的意义
1.1.3 国内外发展历程及现状
1.2 综合管廊拼接缝处水平位移监测必要性
1.2.1 地下综合管廊特点
1.2.2 结构常见病害分析
1.3 结构水平位移监测技术
1.4 FBG传感监测
1.4.1 光纤传感介绍
1.4.2 FBG传感特点
1.4.3 FBG发展历程
1.4.4 FBG工程中应用
1.5 本文主要研究内容
2 FBG位移传感器理论原理
2.1 FBG传感原理
2.1.1 应变传感
2.1.2 温度传感
2.2 FBG位移传感器的研究
2.3 FBG位移传感器设计原理
2.3.1 工程设计要求
2.3.2 结构设计
2.3.3 传感元件
2.3.4 位移传感原理
2.3.5 低温敏设计
2.4 本章小结
3 FBG位移传感器实验室性能测试
3.1位移灵敏度标定实验
3.1.1 FBG拉杆式位移传感器
3.1.2 FBG梁式位移传感器
3.2温度标定实验
3.3 一致性检验
3.4 稳定性检验
3.5 本章小结
4 工程应用
4.1 工程概况
4.1.1 工程地质概况
4.1.2 管廊设置概况
4.1.3 工程周边环境概况
4.2 监测目的
4.3 监测方案
4.3.1 传感器的选择
4.3.2 传感器布设
4.3.3 精度等级
4.3.4 监测预警
4.4 监测系统
4.4.1 硬件系统
4.4.2 软件系统
4.5 监测数据分析
4.5.1 水平位移分析
4.5.2 沉降及倾角位移分析
4.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]综合管廊不均匀沉降预防及弥补技术研究[J]. 夏瑜立,葛兰英,王坚安,潘健. 安装. 2018(06)
[2]夹持式封装低温敏FBG应变传感器的设计[J]. 王永洪,张明义,张春巍,刘倩,王伟. 传感技术学报. 2018(03)
[3]国内外地下综合管廊的发展现状及存在的问题[J]. 白旭峰,赵艳,展鹏飞. 佳木斯大学学报(自然科学版). 2017(06)
[4]浅析城市综合管廊截面类型[J]. 米军,罗玉林. 江西建材. 2017(21)
[5]综合管廊结构混凝土裂缝成因分析及预防措施研究[J]. 王战国. 城市道桥与防洪. 2017(10)
[6]我国城市地下综合管廊工程建设中的若干问题[J]. 王恒栋. 隧道建设. 2017(05)
[7]城市地下综合管廊机电施工要点[J]. 葛兰英,王坚安,孙纪军,潘健. 安装. 2017(05)
[8]城市地下综合管廊的发展与研究[J]. 苏衍江,崔国静,张磊,师莹莹,李泽亮. 混凝土与水泥制品. 2017(04)
[9]滑动式光纤布拉格光栅位移传感器[J]. 郭永兴,熊丽,孔建益,张赞允,秦丽. 光学精密工程. 2017(01)
[10]浅谈国内外综合管廊的建设[J]. 韦健,果志强. 江西化工. 2016(05)
博士论文
[1]分布式光纤传感技术在结构应变及开裂监测中的应用研究[D]. 毛江鸿.浙江大学 2012
[2]光纤光栅传感技术在结构健康监测中的应用[D]. 任亮.大连理工大学 2008
[3]地下综合管廊地震反应分析与抗震可靠性研究[D]. 岳庆霞.同济大学 2007
[4]光纤光栅传感技术与工程应用研究[D]. 孙丽.大连理工大学 2006
[5]纳米材料的SERS活性及其在光纤光谱传感器中的应用[D]. 徐蔚青.吉林大学 2004
[6]光纤光栅传感器的理论和技术研究[D]. 贾宏志.中国科学院西安光学精密机械研究所 2001
硕士论文
[1]基于BIM 4D的综合管廊工程施工进度管理[D]. 蒋雅丽.西安理工大学 2018
[2]管廊供热管道保温材料及其厚度的研究[D]. 王振华.太原理工大学 2018
[3]光纤光栅静力水准仪在管廊结构监测中的应用[D]. 江航.大连理工大学 2018
[4]网架结构中光纤光栅应变监测关键技术研究[D]. 冯唐政.大连理工大学 2018
[5]综合管廊全寿命周期风险及应对策略研究[D]. 赵雪婷.西安建筑科技大学 2017
[6]基于敷设优先度与供给能力的城市综合管廊平面布局方法[D]. 郭高林.西安建筑科技大学 2016
[7]中型区域供热管网扩容优化分析[D]. 李强.西安建筑科技大学 2015
[8]大跨斜拱桥结构健康监测系统的设计与研发[D]. 田亮.大连理工大学 2014
[9]光纤光栅在路面剪切应力测试中的应用研究[D]. 张君.长安大学 2011
[10]工程结构裂缝检测方法及试验研究[D]. 黄敏.湖北工业大学 2010
本文编号：3461606
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 地下综合管廊简介
1.1.1 主要组成部分及分类
1.1.2 地下综合管廊建设的意义
1.1.3 国内外发展历程及现状
1.2 综合管廊拼接缝处水平位移监测必要性
1.2.1 地下综合管廊特点
1.2.2 结构常见病害分析
1.3 结构水平位移监测技术
1.4 FBG传感监测
1.4.1 光纤传感介绍
1.4.2 FBG传感特点
1.4.3 FBG发展历程
1.4.4 FBG工程中应用
1.5 本文主要研究内容
2 FBG位移传感器理论原理
2.1 FBG传感原理
2.1.1 应变传感
2.1.2 温度传感
2.2 FBG位移传感器的研究
2.3 FBG位移传感器设计原理
2.3.1 工程设计要求
2.3.2 结构设计
2.3.3 传感元件
2.3.4 位移传感原理
2.3.5 低温敏设计
2.4 本章小结
3 FBG位移传感器实验室性能测试
3.1位移灵敏度标定实验
3.1.1 FBG拉杆式位移传感器
3.1.2 FBG梁式位移传感器
3.2温度标定实验
3.3 一致性检验
3.4 稳定性检验
3.5 本章小结
4 工程应用
4.1 工程概况
4.1.1 工程地质概况
4.1.2 管廊设置概况
4.1.3 工程周边环境概况
4.2 监测目的
4.3 监测方案
4.3.1 传感器的选择
4.3.2 传感器布设
4.3.3 精度等级
4.3.4 监测预警
4.4 监测系统
4.4.1 硬件系统
4.4.2 软件系统
4.5 监测数据分析
4.5.1 水平位移分析
4.5.2 沉降及倾角位移分析
4.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]综合管廊不均匀沉降预防及弥补技术研究[J]. 夏瑜立,葛兰英,王坚安,潘健. 安装. 2018(06)
[2]夹持式封装低温敏FBG应变传感器的设计[J]. 王永洪,张明义,张春巍,刘倩,王伟. 传感技术学报. 2018(03)
[3]国内外地下综合管廊的发展现状及存在的问题[J]. 白旭峰,赵艳,展鹏飞. 佳木斯大学学报(自然科学版). 2017(06)
[4]浅析城市综合管廊截面类型[J]. 米军,罗玉林. 江西建材. 2017(21)
[5]综合管廊结构混凝土裂缝成因分析及预防措施研究[J]. 王战国. 城市道桥与防洪. 2017(10)
[6]我国城市地下综合管廊工程建设中的若干问题[J]. 王恒栋. 隧道建设. 2017(05)
[7]城市地下综合管廊机电施工要点[J]. 葛兰英,王坚安,孙纪军,潘健. 安装. 2017(05)
[8]城市地下综合管廊的发展与研究[J]. 苏衍江,崔国静,张磊,师莹莹,李泽亮. 混凝土与水泥制品. 2017(04)
[9]滑动式光纤布拉格光栅位移传感器[J]. 郭永兴,熊丽,孔建益,张赞允,秦丽. 光学精密工程. 2017(01)
[10]浅谈国内外综合管廊的建设[J]. 韦健,果志强. 江西化工. 2016(05)
博士论文
[1]分布式光纤传感技术在结构应变及开裂监测中的应用研究[D]. 毛江鸿.浙江大学 2012
[2]光纤光栅传感技术在结构健康监测中的应用[D]. 任亮.大连理工大学 2008
[3]地下综合管廊地震反应分析与抗震可靠性研究[D]. 岳庆霞.同济大学 2007
[4]光纤光栅传感技术与工程应用研究[D]. 孙丽.大连理工大学 2006
[5]纳米材料的SERS活性及其在光纤光谱传感器中的应用[D]. 徐蔚青.吉林大学 2004
[6]光纤光栅传感器的理论和技术研究[D]. 贾宏志.中国科学院西安光学精密机械研究所 2001
硕士论文
[1]基于BIM 4D的综合管廊工程施工进度管理[D]. 蒋雅丽.西安理工大学 2018
[2]管廊供热管道保温材料及其厚度的研究[D]. 王振华.太原理工大学 2018
[3]光纤光栅静力水准仪在管廊结构监测中的应用[D]. 江航.大连理工大学 2018
[4]网架结构中光纤光栅应变监测关键技术研究[D]. 冯唐政.大连理工大学 2018
[5]综合管廊全寿命周期风险及应对策略研究[D]. 赵雪婷.西安建筑科技大学 2017
[6]基于敷设优先度与供给能力的城市综合管廊平面布局方法[D]. 郭高林.西安建筑科技大学 2016
[7]中型区域供热管网扩容优化分析[D]. 李强.西安建筑科技大学 2015
[8]大跨斜拱桥结构健康监测系统的设计与研发[D]. 田亮.大连理工大学 2014
[9]光纤光栅在路面剪切应力测试中的应用研究[D]. 张君.长安大学 2011
[10]工程结构裂缝检测方法及试验研究[D]. 黄敏.湖北工业大学 2010
本文编号：3461606
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