基于塑料光纤光通量变化的连通管式挠度监测系统

发布时间：2020-12-19 01:57

　　桥梁在荷载作用下的变形是结构刚度的直接反映,荷载与环境的作用、结构材料的变异均可以通过挠度表现出来。挠度是桥梁设计、检测以及监测中重要的控制性指标,所以桥梁挠度监测具有重要意义。对于现有桥梁挠度长期监测技术的局限性以及长期在线实时监测的巨大挑战,打破现有技术瓶颈,研发新型挠度监测技术为桥梁长期监测服务,具有一定的学术意义与工程实用价值。本文首先分析了桥梁长期挠度监测的研究背景及意义,介绍已有桥梁挠度监测技术理论及优缺点,总结了目前挠度长期监测中存在的问题及面临的挑战。在系统介绍光纤传感器及塑料光纤的基础上,尝试采用韧性、耐久性以及稳定性都很优异的塑料光纤作为传感元件,研发基于塑料光纤光通量变化的连通管式挠度长期监测系统。该系统通过塑料光纤中光通量的变化来感知液位的高低变化,利用光电转换装置将其转化为电信号,通过对电信号的测量实现连通管挠度的自动监测。该系统不仅为桥梁挠度的长期监测提供新的解决方案,同时也是基于全桥光纤传感的结构健康监测系统的重要组成部分。论文的主要研究工作和结论包括:1.分析了塑料光纤产生损耗的原因,并介绍了光纤损耗理论及其在传感方面的应用,推导了基于纵向光纤间距与光强... 

【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

国内外桥梁坍塌事故

图 1.3 连通管挠度监测系统Fig 1.3 Communicating pipes based deflection monitoring system目前，连通管式挠度监测系统中的液位测量传感元件的开发已成为桥方法研究的主要方向之一，以下为连通管法桥梁挠度监测系统的研究现1998 年，同济大学史家钧等首次将超声波液位传感器应用于连通管中通竖管顶部安装超声波探头，利用探头发射和经液面反射后接收到的差计算液位到管顶距离，实现了连通管挠度的自动测量，并成功将该海徐浦大桥挠度的自动监测中[16]。2004 年，重庆大学陈伟民等设计了基于光电原理的连通管式挠度监测统通过机械扫描的方式对设置在连通管内液面上的浮块进行光透射检连通管中液面的具体位置，进而实现挠度的自动、实时测量。大佛寺用该系统进行了桥梁挠度监测，监测数据表明该系统的测量精度可达毫可达 400mm[17-18]。2005 年，付军等基于连通管原理，采用压力变送器所测的液体压力差

合肥工业大学学历硕士学位论文纪六十年代，美国杜邦公司研制成功了世界上第一根塑料光纤km）。随后，日本三菱公司采用高纯 MMA 单体聚合 PMMA 的方 125dB/km，并进行了批量制造和生产[52]。虽然塑料光纤与石英，但相比于石英光纤（损耗仅为 1dB/km），塑料光纤在传输过宜在长距离通信中应用而受到较少的关注。然而，与石英光纤身具有韧性好、芯径大、光学性能好、易加工、造价低等优点用、短距离通信等领域的理想材料。


本文编号：2925035