【摘要】： 大型桥梁在国家交通、军事和社会生活中具有举足轻重的地位。对桥梁结构实施健康监测,是保障其安全运行的重要手段。应变反映了结构受力与破坏状况情况,是桥梁健康监测中的最重要的状态参数之一,由于大型桥梁体积巨大、结构复杂,监测系统要比较全面地反映桥梁整体受力状态,往往需要在几十甚至上百个关键部位进行应变监测。 光纤法珀应变传感器具有结构简单、耐腐蚀、抗电磁干扰、灵敏度高、温度影响小、长期稳定性好等特点,非常适合于大型桥梁长期监测中使用。但由于原理的限制,光纤法珀传感器的复用性能差,成为其在桥梁监测应用中的瓶颈。 当前光纤法珀应变多点测量的方法主要有传感器复用和使用光开关进行通道切换。传感器复用研究仍停留在两个传感器简单的串联或者并联,复用数量低;通道切换方法则每增加一个通道都会增加测量成本。 本文分析光纤法珀应变传感的基本原理和多种调制解调方法,选择相位调制和离散腔长变换为调制解调方案。比较了多种复用方法,空分复用方法能够在不改动测量设备、增加成本的情况下实现传感器的复用测量。提出了光纤法珀传感器串并联混合连接的空分复用结构,分析了该复用结构的输出信号特征,进行了仿真解调。最后完成四传感器串并联混合复用实验,验证了方案可行性。 采用光路切换方法,根据桥梁监测对测点数量和仪器稳定性的要求,对多通道应变测量仪硬件和测量软件进行了设计。该测量系统除能够单独完成应变监测外,还具备二次开发能力,供其它应用软件调用完成测量。测量软件在长期监测中能够判断光谱质量并自动调整测量参数,提高监测的稳定性。制作了拥有24通道的多通道光纤法珀应变测量仪样机,进行了多通道巡检测量实验。 结合多通道测量仪和串并联混合复用技术,使测量仪的多点测量能力进一步得到提高,降低整体测量成本。 【关键词】：光纤法珀传感器 复用 多点测量 应变测量仪 桥梁健康监测
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：U446.2
【DOI】：CNKI:CDMD:2.2006.148649
【目录】：

• 中文摘要4-5
• 英文摘要5-9
• 1 绪论9-20
• 1.1 多点应变测量在大型桥梁健康监测中的重要性9-12
• 1.2 常用应变测量方法12-16
• 1.3 光纤法珀应变传感及多点测量技术的研究现状16-18
• 1.4 课题研究内容及意义18-20
• 2 光纤法珀应变传感调制解调基本原理20-29
• 2.1 光纤法珀应变传感器基本原理20-21
• 2.2 光纤法珀应变传感器调制解调方案21-28
• 2.3 本章小结28-29
• 3 光纤法珀应变传感器复用实现多点测量研究29-39
• 3.1 光纤法珀应变传感测量常用复用方法介绍29-32
• 3.2 光纤法珀应变传感器串并联混合复用32-36
• 3.3 串并联混合复用实验及分析36-38
• 3.4 本章小结38-39
• 4 多通道光纤法珀应变测量系统研究与设计39-63
• 4.1 多通道光纤法珀应变测量系统总体设计39-41
• 4.2 硬件设计41-51
• 4.3 软件设计51-60
• 4.4 样机测量实验60-62
• 4.5 本章小结62-63
• 5 全文总结63-64
• 致谢64-65
• 参考文献65-68
• 附录68-69
• 独创性声明69
• 学位论文版权使用授权书69