相似材料模型分布式光纤压力传感器的设计及应用

发布时间：2024-05-21 23:44

　　相似材料模型试验应力测量是保证模型试验测试精准度的关键问题之一。如何衡量采动应力场的演化特征,实现模型岩体内应力变化的定量测试,是当前研究的重点。电阻式压力传感器作为传统的应力监测手段存在抗干扰力差、测试不稳定等缺点。分布式光纤传感技术作为一种新的传感监测技术,其具有传感距离长、传输容量大、测量精度高等优点,有助于实现大范围和多参量的智能化测试。因此,研究采动应力光纤监测技术及其测量装置对于相似材料模型试验岩体内应力的定量测试具有重要意义,可为矿井动力灾害预测提供基础。本文基于布里渊分布式光纤传感原理,设计了一种用于压力测量的分布式光纤传感器,提出以硅橡胶作为弹性封装材料的方型结构,并对该封装结构进行理论分析,阐明了压力与光纤应变的关系。利用ANSYS模拟软件对光纤压力传感器进行了仿真分析,检验了理论分析的合理性。开展多种不同尺度普通单模光纤硅橡胶封装试验,并进行相应的静态性能试验,得出同种工况下的最优光纤压力灵敏度系数。将分布式光纤压力传感器应用在相似材料模型试验中,开展了采场支承压力分布规律的测试,通过与电阻式压力传感器的测试结果进行对比,验证了分布式光纤压力传感器的有效性。研究表...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1箔式微型压力盒[15]

的定量测试具有重要意义，可为矿井力测试技术研究进展在实验室内按照相似原理制作与实际挖各类工程，并借助测试仪器仪表对随着测量科学的不断发展，越来越多模拟试验研究中。其中，对于模型开[14]采用机械模拟试验台，通过改变模拟各种顶板运动时支承压力的变化规律置多个BW—5箔式微型压力....

图1.2PA–420光弹性仪[16]

图1.2PA–420光弹性仪[16][20]通过在实验室搭建平面及立体相似材料模拟了工作面在推进过程中煤层的应力变化规律模型的直接顶、基本顶和泥岩砂岩互层中分别然后对工作面在推进过程中其上覆不同岩层中高条件下的工作面前后以及巷道周围支承压力型压力传感器布置于模型试验底板的....

图1.3压力盒应力测试[21]

图1.2PA–420光弹性仪[16]6年，方良才[20]通过在实验室搭建平面及立体相似材料模拟试验，并在，然后得到了工作面在推进过程中煤层的应力变化规律。2012年，维立体相似模型的直接顶、基本顶和泥岩砂岩互层中分别布设相同数1.3所示，然后对工作面在推进过程中其上....

图1.4基于BOTDR分布式光纤监测的边坡模型试验

空间分辨率[36]。（2）分布式光纤传感技术在相似材料模型中应用的研究进展西安科技大学的柴敬教授较早利用分布式光纤传感监测技术对相似材料模型试验了探索，2004年，其成功的将基于OTDR的分布式光纤检测技术应用到岩梁的变形]；2014年，其将BOTDA分布式光纤传感技....

本文编号：3980089