光纤Bragg光栅温度和应力特性的实验研究

对光纤光栅的温度和应力特性进行了实验研究，表明光纤同的Ｂｒａｇｇ波长随温度和轴向应变的变化呈现出良好的线性关系，这一实验结果可以作为对光纤光栅进一步深入研究的参考。     

光纤Bragg光栅粘贴式应变传感器的研究

在分析光纤Bragg光栅的温度应变交叉敏感机理的基础上,设计并制作了一种新型的具有温度补偿和应变增敏效果的光纤Bragg光栅表面粘贴式应变传感器。实验结果表明：传感器的应变敏感性增至原来的1．6倍,温度敏感性降低至封装前的17％,具有良好的温度补偿和应变增敏效果;该传感器可用于对铁路铁轨、桥梁、隧道等的健康监测。     

Bragg光栅辅助非对称双芯光纤耦合器的研究

利用耦合模理论,推导出了其中一个纤芯写有Bragg光栅的双芯光纤耦合器的完整的耦合模方程。并通过打靶法和Broyden叠代数值解此耦合模微分方程组,分析了在不同失配条件下,双芯光纤耦合器各个端口的输出特性。得到了双芯光纤最佳的失配条件,在此条件下,光栅谐振波长处信号具有优异的反射特性,其他波长的信号则基本不发生耦合,接近无损地通过,此种耦合器具有非常小的插入损耗,是WDM系统中分插复用器的极佳选择。     

基于光纤传感技术的隧道结构安全监测系统研究

为了动态获取、处理和反馈隧道安全运营情况,基于光纤传感技术和图像匹配技术原理,设计了一种隧道结构安全监测系统。该系统由FBG应变传感器和视频位移计组成,可实现隧道衬砌结构应变、位移的实时远程采集和在线监测,目前该系统已在甘肃陇南两水隧道中应用。研究表明,该系统应变监测精度可达到με级;位移精度可达亚mm级;应变和位移变化在过车后具有较好的归零特性。最后,结合视频位移计和FBG应变传感器在同一点位的数据进行监测,结果表明,该视频位移计与FBG应变传感器波动基本一致,可满足隧道运行期的安全监测要求。     

光纤传感技术在铁路中的应用

光纤传感技术是当前传感器领域研究方向。介绍光纤传感技术在监测路基沉降、边坡滑坡、轨道温度、轨道不平顺、轨道振动、道岔密贴、接触网温度、桥梁隧道结构状态、车体倾斜（载重）、车体状态（应力、振动、温度）、列车防撞预警及安全防护、列车装载超高与超宽和底部超限等方面的实际应用现状,分析总结其技术特点。光纤传感技术凭借自身优点和多参数监测能力,在铁路行业监测领域应用前景广阔。     

基于分布式光纤的隧道振动监测系统试验研究

运营期隧道突发事件发生频率的不断增高对隧道的健康监测提出了挑战。目前,国内铁路隧道对突发事件自动化监测的研究仍处于初期阶段。为验证京雄高速铁路隧道基于分布式光纤的振动监测系统的实施效果,本文开展了钻机打孔、挖掘机铲土、工程车辆行驶和隧道内落石等振动事件的模拟试验。结果表明：该监测系统对振动事件具有较高的灵敏度,通过时、频域分析方法可短时间确定振动事件的发生位置,定位精度较高,满足工程对突发事件准确定位的需求。     

光纤光栅测温系统在地铁火灾监测中的应用

介绍了一种新型的光纤光栅测温系统,为了验证其在地铁区间隧道内的适用性,在合肥科大立安安全技术股份有限公司的足尺模拟地铁区间隧道内,使用93号汽油进行了模拟火灾试验.试验结果表明,在隧道纵向风的影响下,能触发传感器报警的位置发生了偏移;火源移动时,至少有2个传感器分别发生了报警,表明该型光纤光栅测温系统具有良好的响应性能.     

光纤光栅感温火灾探测系统在地铁区间隧道中的应用

介绍了光纤光栅温度测量的原理,描述了光纤光栅感温探测系统的主要组成结构和各模块的功能特点.通过设置不同高度的火源位置及不同的火源功率,在模拟地铁区间隧道中开展了全尺寸火灾试验,研究光纤光栅感温火灾探测系统在隧道内发生火灾时的响应性能,测量隧道拱顶处最高温度以及报警响应时间,并根据光纤光栅传感器的温度变化情况来确定火灾规模.研究发现,在隧道内纵向风速较大时,火焰及烟气会发生倾斜,导致光纤光栅感温火灾探测器报警位置发生变化.讨论了光纤光栅感温火灾探测系统报警阈值的设置和光纤光栅传感器敷设间距的布置.     

光纤传感技术在地下工程中的应用

研究目的光纤传感技术是一种新型的监测技术。新建北京地铁5号线崇文门站需要从既有运营地铁下穿过,为控制开挖引起的土层沉降,需要对施工中采用的超前大管棚的应变进行测试,传统的测试手段难以满足要求,因此采用了光纤传感技术。研究方法在大管棚施工前在其上预埋光纤传感器,并对光纤传感器进行相应的保护措施,以保证其工作正常,管棚施作时附带光纤传感器一起顶入土层中,因为光纤传感器是附着在管棚上的,应变可以通过光纤传感器反映出来。研究结论通过测试,可以看出光纤传感技术能够测试管棚应变,精度较高;光纤传感器能够在复杂的环境下测试管棚的应变,比电阻片测试更具有耐久性和适应性,光纤传感技术可以在地下工程中推广应用。     

光纤光栅火灾监测系统在地铁区间应用的可行性研究

地铁区间隧道安装火灾监测系统对于监测地铁火灾、消灭地铁的安全死角至关重要.结合沈阳地铁1号线一期及延伸线工程区间分布式感温光纤火灾监测系统情况,通过技术经济分析、比较,探讨了地铁区间隧道另一种光纤火灾监测系统--光纤光栅火灾监测系统设置的可行性,以期在保证功能的前提下,达到节约投资的目的.     

基于光纤光栅的钢轨应变测量关键技术研究

钢轨应变的监测在铁路线路的运营维护中具有重要意义。光纤光栅传感器相比传统传感器在稳定性、抗电磁干扰与准分布式测量等方面能够更好满足钢轨应变测量的需要。本文指出了光纤光栅传感器对载荷和温度应力的测量原理,建立光纤光栅中心反射波长漂移量与载荷和温度应力产生的钢轨应变的数学模型。使用光纤光栅传感器进行温度应力和动态载荷下的钢轨应变监测实验,并通过匹配光栅方法消除温度变化的干扰。实验结果表明光纤光栅应变传感器适用于钢轨应变的监测需要,具有良好的工作性能。     

基于匹配光栅解调的FBG轨道传感器研究

通过光纤布拉格光栅(FBG)的传感原理研究基于匹配光栅解调的轨道传感器问题。依据匹配光栅检测应变的原理和列车载荷作用下钢轨应变分析,设计出一种检测钢轨局部轴向应变的光纤光栅轨道传感器方案;使用列车载荷模拟平台,对研制的轨道传感器功能进行了验证。不同环境温度、不同加载频率下采集到的实验数据表明:匹配光栅的解调方法能有效地解决温度应变交叉敏感带来的问题,满足对列车计轴的要求;并在构建交通动态测重系统(WIM)方面有好的发展前景。     

基于光纤光栅技术的城市轨道交通基础结构沉降实时监测研究

提出基于光纤光栅技术的轨道交通基础结构沉降监测方法,可实现大坡道、不同结构物的在线、分布式连续监测和数据无线传输。研发了轨道交通基础结构沉降实时监测装置。该装置能对沉降数据自动采集和处理,且实时显示结果,并在沉降超限时报警;沉降监测精度可达0.1 mm,超限误报率小于1%;具有良好的稳定性、监测的连续性;通过沉降监测可进一步预测沉降发展趋势。该装置适合关键基础结构地段的长期监测,满足运营中连续监测的需求,并为基础结构维护提供参考依据。     

基于光纤光栅技术的轨道交通基础结构沉降实时监测系统应用分析

结合轨道交通的典型基础结构和沉降监测要求,对基于光纤光栅技术的基础结构沉降实时监测系统软硬件进行了设计和现场实施,实现了对典型基础结构沉降的实时、连续、在线、自动检测,实现了结构物随时间发展的相对沉降、不同结构物之间沿线路纵向相对沉降、同一结构物沿线路纵向相对沉降、同一结构物沿线路横向侧倾等状态的监测,并尝试将列车运行时的车致动力响应与基础结构的长期沉降建立联系。系统经现场验证,结果可靠。     

光纤光栅感温火灾探测系统在隧道风作用下的温度响应

试验研究了地铁区间隧道所用独立光纤光栅火灾报警系统在风速分别为0、3m/s、6m/s等3种工况下的温度响应和温度梯度响应。试验证实,在有风条件下,隧道顶部温度分布明显偏离对称型且温升速度缓慢,在规定的60s内很难达到定温报警阈值;改用温升梯度作为有风工况下的火灾识别参数可同时优化火灾响应速度和火灾虚警抑制。在试验条件下,温升梯度在火灾发生后30s内即可达到火灾差温报警阈值12℃/min,启动差温火灾报警。     

基于光纤光栅传感技术的深井井壁结构监测

研究目的:井筒的安全是煤矿安全运营和高效生产的前提。实时掌握井壁结构受力状态,防止井壁突然性破坏造成重大损失,井筒的长期安全监测就显得尤为重要。在大涌水和复杂电磁环境条件下,光纤光栅传感器可靠性和稳定性好,通过采用光纤光栅传感技术对千米深立井井壁结构的长期监测,可以掌握深大涌水井筒的受力变化规律,为评价井筒的安全状况提供依据。研究结论:采用光纤光栅传感器对千米深立井井壁结构进行了一个完整周期的监测,得到了井筒表土段和基岩段井壁温度和应变变化规律。6月至10月间由温度引起的温度应变达到最大值,井筒更容易在夏季发生破裂灾害;光纤光栅传感技术在大淋水条件下深立井井壁结构监测中的应用,为井壁变形监测提供了一种新的、稳定可靠的技术方案,对复杂地层条件下井壁长期监测技术革新产生重要的推动作用,对于其他复杂地层中岩土工程监测具有重要的指导意义。     

光纤光栅在铁路防灾安全监控系统中的应用

介绍了光纤光栅异物侵限监测报警系统的技术特点,重点介绍该系统在铁路防灾安全监控工程中的应用及优越性。