在水布埡面板壩安全監(jiān)測中光纖光柵傳感器的設計應用
圖4 2#通道測試點溫度
從試驗結果可以看出,當發(fā)生滲流時,由于溫度變化使其中心波長與溫度的相關系數(shù)很高,并沒有遲滯現(xiàn)象,它們存在很好的線性關系。證明了光纖Bragg光柵是一種十分理想的溫度傳感元件;這與理論分析結果吻合很好。而且傳感器的一致性良好,非常有效于大面積貼片測量,實現(xiàn)工程結構的測量。
3.光纖光柵健康監(jiān)測系統(tǒng)構成
光纖智能健康監(jiān)測系統(tǒng)主要由以下三部分構成:光纖傳感器系統(tǒng),信號傳輸與采集系統(tǒng),數(shù)據(jù)處理與監(jiān)測系統(tǒng)。如圖5
圖5 光纖Bragg光柵傳感器(FBG) 橋梁結構監(jiān)測系統(tǒng)
進行監(jiān)測時,光纖傳感器測量到的壩體實時狀態(tài)信號經(jīng)過信號傳輸與采集系統(tǒng)送到監(jiān)測中心,進行相應的處理和判斷,從而對壩體的健康狀態(tài)進行評估。若監(jiān)測到的關鍵健康參數(shù)超過設定的閥值,則通過即時信息通知相關的管理機構,以便采取相應的應急措施。
4.光纖光柵傳感器在面板壩工程安全監(jiān)測中的應用
水布埡大壩作為目前世界第一高度混凝土面板堆石壩,其中的很多工程技術問題都是世界性難題,要探索并解決這些難題需要采用大量的先進技術和工藝。在大壩的安全監(jiān)測方面,經(jīng)過綜合比較,最終確定采用武漢理工大學具有自主知識產(chǎn)權的光纖光柵滲流(溫度)/面板應變監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)是一套完整的、具有現(xiàn)代化監(jiān)測和管理水平的安全監(jiān)測系統(tǒng),加強事故檢測及緩解措施,充分體現(xiàn)運行可靠,反應及時,監(jiān)控準確的特點
5.結論
本文成功地將光纖 Bragg光柵溫度傳感器和應變傳感器應用到大壩的施工監(jiān)測中,為進一步的工程應用積累了寶貴的經(jīng)驗,監(jiān)測的結果表明:光纖光柵應變傳感器具有優(yōu)越的傳感性能,特別是在長期穩(wěn)定性方面,非常適合大壩、橋梁等工程長期監(jiān)測的需要。光纖Bragg光柵應變傳感器可以有效地監(jiān)測大壩的施工過程,在實現(xiàn)對大壩整個生命周期的監(jiān)測,大壩的長期健康監(jiān)測和安全評估方面具有極大的應用潛力和前景。
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