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。     

利用地震反射法进行隧道施工地质超前预报

本文介绍了两种利用物探技术进行地质超前预报的方法,即地震负视速度法（测试面与被探测面互为垂直的观测系统）及地震横排列法（震源孔和接收孔分别位于掌面两侧的侧壁上,有规律地横向排列）的原理及测试方法,文中还介绍了两个工程实例。     

光纤光栅应变特性及其在槽形梁试验量测中的应用

设计了一种等强度悬臂梁结构,将光纤光栅(FBG)粘贴于悬臂梁表面,研究光纤光栅波长与应变变化的关系,通过给等强度悬臂梁加载砝码,将光纤光栅传感器与电阻式应变片所测应变进行对比,结果表明光纤光栅具有良好的线性应变—波长特性。通过在光纤光栅上直接施加砝码研究了光纤光栅的应变量程及预拉力,在此基础上,研制了测试范围±2 000×10-6、分辨率1×10-6的钢筋式光纤光栅应变传感器,并在槽形梁受力性能试验中应用,与电阻式应变片的对比结果表明,光纤光栅传感器可以正确反映槽形梁在荷载作用下的受力状态。     

用解析法计算带不等长缓和曲线的圆曲线要素

本文介绍用解析法计算带不等长缓和曲线的圆曲线的切线长度，外矢距和曲线长度等要素。     

浅析提高光缆故障点定位精度的方法

首先讨论了光纤长度与光缆长度折算法,分析了OTDR参数设置对测试光纤长度的精确性的影响,提出了光缆故障点准确定位的分段函数算法,并推导出用参考点来准确定位光缆故障点地理位置的结论。最后建议在光缆线路上设定测试参考点,以便快速找到故障点。     

基于CRCCTst的CTCS-3级列控系统测试方法研究

依据CTCS-3级列控系统技术规范,研究基于CRCCTst的CTCS-3级列控系统测试方法。以《CTCS-3级列控车载设备补充技术规范(暂行)》为例,选取部分功能需求为依据,以ATP车载设备为被测对象,编写符合规范场景的测试案例并运行测试序列,对被测设备进行测试,验证了基于CRCCTst的CTCS-3级列控系统测试方法的可用性。     

用光时域反射仪测量光纤故障位置

通过介绍OTDR(光时域反射仪)测量光纤故障时可能出现的几种情况，给出了一种用间接法测量光纤隐蔽性障碍的计算定位方法，通过误差分析，说明用间接法测量比用直接法测量更准确。     

光纤测振技术在高铁轨下结构病害自动监测中的应用

针对高铁轨下结构层脱空病害,通过数值模拟和现场试验,研究利用光纤测振技术进行实时监测的有效性。选取已发生病害的某段线路,采用基于Φ-OTDR原理的分布式光纤振动监测系统,将测振光纤铺设于2条钢轨的中间的轨道板表面,然后将光纤引出至轨道外监测基站,通过DOVS光纤振动分析仪采集和记录病害修复前后的振动数据,并利用冲击映像法对轨下结构进行详细检测。研究表明,轨下结构脱空病害对振动的影响分为振动激励和振动放大,近振动源可能引发共振,其放大作用相较于远振动源明显,可达原振幅的2～3倍。     

光时域反射仪在购置和使用中应注意的问题

光时域反射仪(OTDR),是一种基于测量光纤背向散射的实用化仪表.在光缆的安装施工和日常维护中,可以方便地从被测光纤的单端,完成对距离、损耗的非破坏性测量,以及对光纤链路劣化的周期比对、光纤未知折射率的测量.     

具有啁啾的任意脉冲在弱非线性色散光纤中的演化

随着线性色散补偿技术的成熟，光纤通信的另一个限制因素－非线性，将随着光纤链路的加长而积累起来。就每一段光纤而言，均属弱非线性的色散光纤，因此，有必要对光脉冲在这种光纤中的演化进行深入研究。本文首次得出非线性薛定谔方程（ＮＳＬ方程）的频域级数解，它适用于具有初始啁啾的任意脉冲。结果表明：频谱的演化由两部分组成，一部分是将非线性引起的频谱展宽集中于始端，并将这个频谱展宽了的信号在线性色散光纤中传输；另     

单模光纤双折射色散的研究

光纤偏振模色散是限制高速光纤通信系统传输容量的极限因素，在国内首次用两种方法实现了对光纤偏振模色散的测量；波长扫描法能测量较大范围内的偏振模色散，可以做为基准测量法，改进的ＯＴＤＲ可以近似测量偏振模色散较小的光纤，但它可以看到光纤中的每一段的具体双折射特性。     

高速铁路桥梁预应力孔道摩阻损失系数测试误差敏感性分析

为更好地指导高速铁路桥预应力混凝土梁预应力孔道摩阻损失系数的测试,在对比分析应变分布法和拉力比法这2种测试方法的预应力孔道摩阻损失系数计算公式的基础上,分别推导这2种方法的预应力孔道摩阻损失测试误差敏感系数计算公式,研究钢束参数对测试误差敏感系数的影响规律,并通过大量实测数据的统计结果验证理论分析结论。研究表明:拉力比法相对简便,适合在工程中推广运用,但其计算精度对测试误差的敏感性较高,并且在钢束角度差和钢绞线长度相同的条件下,孔道偏差系数的计算精度对测试误差的敏感性高于孔道摩擦系数的计算精度对测试误差的敏感性,且钢束角度差越小,钢绞线越短,测试误差的敏感性越大,而钢绞线的长度差对测试误差敏感性的影响不具规律性。为提高用拉力比法测试预应力孔道摩阻损失系数的精度,建议测试过程中钢束的角度差不宜小于3°,钢绞线的长度不宜小于15m。     

高灵敏度光纤电流,磁场传感器的研究

介绍了一种新型的利用法拉第磁光效应原理的光纤电流、磁场传感技术。详细地分析了利用光纤测量电流、磁场的基本，推导了法拉第磁光效庆的基本关系。并利用法拉第磁光效应仅与磁方向有关这一特性，采用镀膜技术，使光线在传感头中多次射以增加光速 通过我材料的有效长度，而设计出高灵敏度光纤电流、磁场传感器。该传感器具有灵敏度高、体积小、重量轻、抗电磁干扰以及安装测试方便等特点。     

交流380V五线制提速道岔电源测试方法的改进

交流380V五线制提速道岔控制电路，是铁路提速以来，外锁闭提速道岔普遍采用的一种道岔控制电路，目前对其道岔的测量，主要是运用万用表测试电源各相电压，需在分线盘倒3次表笔才能完成，这种方法存在如下问题：（1）分线盘相邻端子之间距离小，倒接表笔时易造成电源封连；（2）由于是交流380V电源，倒接表笔易造成人员触电；（3）测试时间相对较长；（4）故障测试时，由于要经过数次变换表笔、表挡，很容易出现测错端子，用错表毛、表挡等现象。     

光纤应变传感器无缝线路钢轨温度应力测试仪的研制

简要论述钢轨温度应力的传统测试方法,介绍布拉格光纤光栅的光学特性以及光纤光栅应变传感器无缝线路钢轨温度应力测试仪的工作原理、试验过程及可行性。     

转辙机动作杆中光纤应力传感器的研究

研究了非对称刻蚀光纤应力传感器的基本原理,将其应用在转辙机中,为转辙机动作杆应力的检测提供了一种新的测试方法。     

差示扫描量热仪（DSC）快速测试材料热导率的方法研究

建立了用差示扫描量热仪（DSC）快速测试材料热导率的方法，并分析影响测试结果的因素。测试结果表明，DSC测试方法具有简单、快捷等特点，测试偏差小于10％，可以满足一般要求。     

光纤光栅传感技术在轨道交通车辆的应用

在论述国内外光纤光栅传感器生产厂商概况和光纤光栅传感技术的优势的基础上,分析列举了光纤光栅传感技术在轨道交通车辆的若干应用实例,展望光纤光栅传感器在轨道交通车辆上应用前景。随着光纤光栅传感技术的不断发展,以传统的测试系统逐步由光纤光栅测试系统所取代     

基于压电偏振控制器辅助POTDR的光纤弯曲半径测量研究

利用压电偏振控制器辅助POTDR(PPC-assisted POTDR)测量光纤不同弯曲半径下的双折射分布。在光纤弯曲半径不变的情况下,双折射系数仍然是一个随机变量,因此通过计算双折射系数并不能估算弯曲半径,必须对光纤进行多圈弯曲,通过平均双折射系数计算弯曲半径。提出引用计算被测弯曲半径的光纤双折射系数的分布函数与标准弯曲光纤(光纤标准弯曲半径为8cm)双折射系数分布函数的相关系数,来估算光纤的弯曲半径。这种方法有利于在光纤弯曲很复杂的情况下确定光纤的弯曲位置和弯曲半径。     

光缆施工中灵敏度测试的几种方法

ITU—T G957定义：接收机最小接收灵敏度是在R点为达到1E-10的BER值所需要的平均接收功率的最小可接收值。这是一个十分重要的参数，它与发送机发送光功率、光纤光缆线路衰减一起决定了系统中继长度。因此对接收机接收灵敏度的测试成为一个十分重要的测试项目。