采用光纤光源和传感器的桥梁特性检测技术研究

发布时间：2021-10-14 07:14

　　随着科学技术和社会经济水平的快速发展,桥梁在交通运输行业中的地位也愈加重要。全国80多万座桥梁如何准确地获知每座桥梁的健康状况,并对桥梁损伤进行针对性的维护和保养已经关系到千千万万人民的人身和财产安全。光纤在检测物理量的变化方面具有传统传感器所不具备的高灵敏度、高抗干扰能力、广阔的适用范围等优点,对桥梁的应变、振动频率等方面都能准确快速地进行测量。本文首先介绍了光纤传感器的发展和应用,并对光纤传感器的原理、优缺点进行了阐述,然后便是利用光纤对桥梁的挠度、应变、自振频率进行了详细的测量和分析。本论文的主要研究内容包括:（1）针对半导体或其它类型光源在桥梁挠度检测实际使用时存在的问题,研究了采用单模光纤输出的光纤光源在系统中应用的可行性。推导了单模光纤纤芯半径和远场光斑半径的关系,发现随着纤芯半径的减小,基模的模场直径或光斑尺寸先减小后增大,并在实验上做了测量和验证,为选择最佳的光纤尺寸提供了依据。接着,设计制作了采用光纤光源的挠度测量系统,对该系统进行标定,然后在厦门市BRT桥梁进行实际检测,得到桥梁在行车时的挠度动态变化曲线。（2）介绍了光纤布拉格光栅的原理和基本特征,运用光纤布拉格光... 

【文章来源】：厦门大学福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２－４光源系统装置图??

图２－７?ＣＣＤ摄像头安装图（左侧为示意图，右侧为实物图）??

图２－６?ＣＣＤ图像采集系统硬件图??

【参考文献】：
期刊论文
[1]激光基准桥梁挠度成像检测系统[J]. 赵宏伟,宋云峰,王会峰,何娜娜,黄鹤,关丽敏,穆柯楠.  激光与红外. 2019(03)
[2]光纤输出远场光斑均匀性检测方法的研究[J]. 刘博涵,赖敏,肖韶荣.  应用光学. 2019(02)
[3]桥梁应变监测技术及应变数据解耦研究[J]. 张弛,高震,薛丽.  中外公路. 2019(01)
[4]基于全站仪在桥梁挠度检测中的应用和研究[J]. 张俊中,朱义朝,刘乾,宋蕾.  测绘与空间地理信息. 2019(01)
[5]飞秒激光直写长周期光纤光栅及其光谱特性[J]. 张亚妮,郗亚茹,江鹏,许强,王朝晋,朱雨雨,薛璐.  光子学报. 2018(11)
[6]倾斜光纤光栅折射率传感特性研究[J]. 高宇飞,韩连福,牟海维,张勇,刘超.  化工自动化及仪表. 2018(11)
[7]基于动应变测量在桥梁动挠度识别应用研究[J]. 敬远兵,蒋冰玉,李军.  公路工程. 2018(05)
[8]LED光源特点及其在水泥厂的应用[J]. 刘薇薇,李嘉.  水泥技术. 2016(05)
[9]不同桥梁模型结构自振频率识别方式对比分析[J]. 李平,魏长宝.  电子器件. 2016(03)
[10]梁式桥利用实测挠度值推算应力大小方法探讨[J]. 陶治.  湖南城市学院学报(自然科学版). 2014(04)

硕士论文
[1]倾斜光纤光栅特性与传感技术研究[D]. 衡晓龙.南京邮电大学 2018
[2]基于车桥耦合理论的桥梁频率测试方法研究[D]. 王刚.郑州大学 2017
[3]基于高速摄像机的桥梁自振频率测定方法研究[D]. 熊鹏飞.华南理工大学 2016
[4]桥梁结构自振特性测试分析方法研究[D]. 沈兆坤.重庆交通大学 2014
[5]基于固有频率变化的桥梁损伤识别[D]. 王研.华东交通大学 2012
[6]基于PSD的高精度光电自准直仪的研究[D]. 张航.长春理工大学 2010
[7]桥梁结构挠度测量方法研究[D]. 杨莹浩.长安大学 2009



本文编号：3435691