混凝土光纤测温与常规测温对比试验研究
水布垭面板堆石坝光纤光栅测温成果与常规监测成果对比分析
０ 引 言
混凝土面板堆石坝是采用面板作为防水 主体 的一种土石坝 ， 受坝体填料密实度 、 河谷形状 、 地质 缺陷、 填筑方式等多种 因素影 响 ， 不适 当的设计和
不符合规范要求 的施工有可能导致 坝体过量变形 及应力分布不合理 ， 从 而造成面板断裂 、 周边缝变 形 过大甚至破坏 ， 产生严重渗流 ， 危及大坝安全 。 因此大坝面板周边缝的裂缝、 渗流监测尤为重要。 目前 已建成或在建 的混凝土面板堆石坝的渗 流监测手段较为传统 ， 大多采用埋设少量渗压计 、 辅以坝后量水堰的监测方式。传统的渗流监测方 法存在 以下问题 ： 渗压计难以捕捉微小压力差的初 始渗流和贯通性渗流 ； 不能构成分布式监测系统 ， 存在监测盲 区； 不能实时捕捉渗流的产生过程 ； 不
光纤光栅传感技术是近 ２ ０ 年发展起来并得到 广泛应用的新技术 ， 测温精度高 、 稳定可靠 、 易于构 成分布式温度监测系统 ， 解决了混凝土面板堆石坝 周边缝渗流监测的难题。
面板监测仪器布置概况
清江水布垭水利枢纽位于湖北省巴东县境内， 挡水建筑物为 目前世界最高的混凝土面板堆石坝 ， 大坝坝顶轴线长 ６ ７ ４ ． ６ ６ ｍ ， 最大坝高 ２ ３ ３ ． ２ ｍ， 防浪 墙顶高程４ １ ０ ． ２ ｍ 。水库正常蓄水位 ４ ０ ０ ｍ， 相应库 容４ ３ ． １ ２ 亿ｍ 。 ， 死水位为 ３ ５ ０ ｍ ， 装机容量 １ ８ ４ ０ Ｍ Ｗ。 枢纽等级为一等大 （ １ ） 型水利水 电工程 ， 主要工程 建筑物包括 ： 混凝土面板堆石坝 、 河岸式溢洪道 、 放
空 隧洞 和地下式 电站 厂房 。
能准确定位大范围渗流点位置 ； 仪器长期稳定性 、
可靠性差 、 寿命短等。 为此 ， 坝工界提 出了混凝土面板堆石坝渗流监 测的新思路 ： 通过监测面板堆石坝周边缝附近土石 体 的温度分布和温度变化状况来判断渗流。实际 工程应用 中， 通常几种渗流监测方法同时采用 ， 以 便形成对照 ， 得到更加可靠的结论 。
光纤测试的差异性分析及光纤测试流程
光纤测试的差异性分析及光纤测试流程中讯邮电咨询设计院有限公司2010-11目次•概述由于2009年中国联通长途传输网40GWD系统新建工程光纤测试存在设计单位所测光纤衰耗与施工单位所测光纤衰耗有较大误差的情况，联通集团网络建设部委托中讯邮电咨询设计院有限公司对所测数据进行比对分析，查找误差原因，制定光纤测试流程，以指导光纤测试工作。
二.比对结果通过将设计院所测数据与施工所测数据进行比对，比对结果如下：1）比对数据共251个，其中差值在10%以上的75个，占30%差值在5-10%的有61个，占24% 差值在5%以内的有115，占46%2）相差较大的情况有一致性。
共比对59个中继段，出现某个中继段整体相差10%^上的有15段，占25%这些段落包括以下几段：京津济宁2号光缆滁州（铁通机房）-南京鼓楼（偏大）；济青烟威光缆昌乐-潍坊段（偏小）；济青3号管道光缆济南四里村-章丘、昌乐-潍坊（偏小）；洛阳-孟津（偏小）、焦作-博爱（偏小）、襄垣-沁县（偏小）、榆社-榆次（偏小）、忻州-原平（偏小）、大同-天镇（偏小）、天镇-怀安（偏小）、榆次-寿阳（偏小）、鹿泉-石家庄（偏小）；太原-榆次（偏大）、朔州-山阴（偏大）、井陉-鹿泉（偏大）；注：偏大偏小均指设计单位所测数据相对于施工单位所测数据。
三．比对结果分析不同人员、不同仪表、不同时间所测光纤衰耗必然有相当的差异性，但差异值应在一定的范围之内。
经过对测试方法进行分析及与仪表厂商进行沟通，可以认为：3.1 10% 以上的差异是异常值造成两次测试值相差在10%以上的可能的原因有以下几点：1）光纤劣化、接头盒进水、线路迁改等此类问题是由于设计院先测，一年多后施工队再测时线路状况已有了较大的变化，线路本身劣化，使得先测的数据较后测数据偏小。
2）对线路进行了整治设计院测试后提交测试报告，建议对衰耗大的段落进行整治，整治后使线路衰耗得到提升，使得先测数据较后测数据偏大。
光纤传感混凝土结构监测技术规程
光纤传感混凝土结构监测技术规程光纤传感混凝土结构监测技术规程近年来，随着城市化进程的加快和人们对建筑结构安全性的要求不断提高，结构监测技术成为了重要的领域。
而在各种监测技术中，光纤传感混凝土结构监测技术凭借其高精度、实时性和无损性等优势，成为了广泛应用的一种技术手段。
本文将会深入探讨光纤传感混凝土结构监测技术的原理、应用和规程。
一、光纤传感混凝土结构监测技术的原理光纤传感混凝土结构监测技术基于光纤传感原理，通过将光纤传感器嵌入混凝土结构中，实时监测和记录结构变形、温度、应力等参数的变化情况。
其中，最常见的光纤传感器类型包括光纤布拉格光栅传感器和光纤弯曲传感器。
1. 光纤布拉格光栅传感器原理光纤布拉格光栅传感器是利用布拉格光栅的光纤传感器。
当光线通过布拉格光栅时，会发生回波现象，形成特殊的反射谱。
由于受到混凝土应力的影响，光纤布拉格光栅传感器的反射谱会发生偏移，通过对反射谱的分析，可以得到混凝土结构的应力变化情况。
2. 光纤弯曲传感器原理光纤弯曲传感器基于光纤的弯曲变形原理。
当光纤发生弯曲时，内部的传输光会发生弯曲损耗，通过测量这种损耗的变化，可以得到混凝土结构的变形情况。
光纤弯曲传感器在监测混凝土结构的裂缝、变位等变形情况时具有很高的精度和可靠性。
二、光纤传感混凝土结构监测技术的应用光纤传感混凝土结构监测技术广泛应用于各类建筑物和工程项目中，以实时监测和评估结构的安全性和稳定性。
以下是该技术的主要应用场景：1. 桥梁监测桥梁是城市交通的重要组成部分，对桥梁的结构安全性要求极高。
通过在桥梁结构中布置光纤传感器，可以实时监测桥梁的应力、变形、温度等参数，及时发现结构问题，为桥梁的安全运行提供支持。
2. 隧道监测隧道是城市交通和地下工程的重要部分，其结构安全性直接关系到人员和设备的安全。
光纤传感混凝土结构监测技术可以用于隧道结构的变位、裂缝等监测，帮助工程人员及时了解结构状况并采取必要的维修措施。
3. 建筑物监测对于高层建筑、大型公共建筑物等，其结构安全性和稳定性是十分重要的。
利用光纤传感技术检测混凝土结构健康的方法
利用光纤传感技术检测混凝土结构健康的方法一、前言混凝土是建筑结构中最常用的材料之一，而混凝土结构的健康状况直接关系到建筑的安全性。
因此，对混凝土结构进行健康检测是非常重要的。
近年来，光纤传感技术被广泛应用于混凝土结构的健康检测中，其优点是高精度、长寿命、不受环境干扰等。
本文将介绍利用光纤传感技术检测混凝土结构健康的方法，包括光纤传感技术的基本原理、应用于混凝土结构健康检测的具体方法，以及如何分析和处理检测结果等。
二、光纤传感技术的基本原理光纤传感技术是一种利用光纤作为传感元件的技术。
光纤传感器一般由发光器、光纤、光学接口和探测器等组成。
当光源向光纤中发出光线时，光线会沿着光纤传播到达光学接口，然后被探测器检测到，并转换成电信号输出。
光纤传感技术的基本原理是基于光纤的光学特性，利用光纤中的光场的变化来检测物理量的变化。
光纤传感技术的优点是高精度、长寿命、不受环境干扰等。
在混凝土结构健康检测中，光纤传感技术可以实现对混凝土结构中应力、应变、温度等物理量的实时监测和测量。
三、光纤传感技术在混凝土结构健康检测中的具体方法1. 光纤布设在混凝土结构中布设光纤传感器是光纤传感技术在混凝土结构健康检测中的第一步。
光纤传感器的布设需要考虑混凝土结构的结构形式、混凝土结构的应力分布情况、混凝土结构的温度分布情况等因素。
在布设光纤传感器时，需要注意以下几点：1) 光纤传感器的布设位置应该尽可能接近混凝土结构的关键部位，如梁柱节点、支座等。
2) 光纤传感器的布设位置应该尽可能接近混凝土结构的应力集中区域。
3) 光纤传感器的布设位置应该尽可能避免混凝土结构的温度梯度区域。
2. 光纤传感器的连接光纤传感器的连接是光纤传感技术在混凝土结构健康检测中的第二步。
光纤传感器的连接需要使用专门的光纤连接器和光纤分析仪等设备。
在连接光纤传感器时，需要注意以下几点：1) 光纤传感器的连接需要在无尘室中进行，以保证连接的质量。
2) 光纤传感器的连接需要遵循特定的连接顺序。
光纤测温与缆式测温对比
整体成本 主机昂贵，当区域小， 探测距离短时，成本高 不划算；但是由于主机 可以带光纤长达到 10km，所以当区域广， 探测距离长时，成本较 划算
间隔3米 国产主机1套5w左右， 布置一个 进口主机1套25w-30w左右 测温点 光纤点测温传感器600元左右1个
成本较高
缠绕或者 控制器便宜，当区域 s型布置 感温电缆100元1米（市场价格差异 小，探测距离短时，成 在电缆上 较大，单价50到200元不等） 本划算；但是由于一个 （1.24- 控制器3000元1套 控制器只能带200米，所 1.5倍 以区域广、探测距离长 率） 时成本反而高
光纤易折损， 国产主机的成 本低，但是稳 定左右，灵敏度高；整个探测回路 国产主机的成 由无源光器件构成，自身不会造成火灾隐患；能 本低，但是稳 够在强电磁环境下使用，由于温度灵敏度高，适 定性、可靠性 用于对温度变化敏感的场所使用 不足
感温电缆测温
类别
基本原理
优势 国产主机，温度的空间分辨率可以达到3米，温度 精度在2度左右； 进口主机，温度的空间分辨率可以达到0.5米，温 度精度在0.5度左右； 整个探测回路由无源光器件构成，自身不会造成 火灾隐患； 能够在强电磁环境下使用； 一条光纤回路的探测距离可达到10km以上
缺点
当前技术最 成熟，采用 最多的是拉 曼散射测温 分布式光纤测温 （有瑞利散 射、布里渊 散射、拉曼 散射） 利用光纤温 度传感器中 的特殊物质 在温度不同 时对荧光信 号的吸收率 不同而计算 感温线缆由 于温度变化 而引起阻抗 发生变化， 进而进行测 温
原理简单、成熟，稳定性高
发生温度报警 时，不能定点 定温
布设方式 单价成本 缠绕或者 s型布置 在电缆上 （1.241.5倍 率） 国产消防级主机1套8w-10w左右 （消防级，2通道，空间分辨率3 米，精度2度，探测距离2km） 国产测温级主机1套20w左右（测温 级，2通道，空间分辨率1米，精度 1度，探测距离8km） 进口主机1套30w-40w左右 测温用光纤约6元一米
基于光纤测温的大体积混凝土热学参数反演分析
到温 度值 ， 如式 （ ） ２。
— — —
竺 ＿
ｂ ５
（） ２
ｋ ［ｎ 。 １ａ—Ｉ（ ） ｎ ］
式中 ，ａ 为 Ａ ｔ—Ｓ ｋ ｓ ；ｓ Ｓｏ ｅ 光 ； ｌｓ ｎｉ ｔ ｅ 光 ｌ为 ｔｋｓ ｏ ａ为 温度
在大 坝混凝 土浇 筑 过 程 中 ， 混凝 土 的浇筑 温度 由 人仓 温度 、 浇筑 仓 面的气 温 、 阳辐射 和仓 面喷雾 效果 太 以及 施工 技术 所决 定 。在 混 凝 土浇 筑 完 成后 ， 混凝 土 的温 度 主要 受 外部 温度 、 内部 冷 却 水管 和 ？ 凝 土 的热 昆 学参 数等 因素 影 响 。外部 温 度 是施 工 现 场 的环 境
２ ３ 有 热 源水 管 冷 却 问题 ．
设 混凝 土 的绝 热温 升 为 ０ ７ 在时 间 的绝 热 温 （ ），
升 增量 为 △０ ）， （ 由于水 管冷 却 ， 到时间 Ｊ时 ， ｒ 温升 为
Ａ０ ｒ （ — （ ） ｔ ）， 将其 从 ０到 ｔ 积分 ， 到在有 冷却水 得 管 作用 下 ， 由绝热 温升产 生 的平 均 温度为
＋ａ ｆ （） 、 ３
（ ）＝∑ｅ “ Ａ （）＝０ （） （ ） ０７ － ｏ ｔ １ ０
为 了提高 精度 ， 算 （ ）时可 采用 中点 龄期 ｒ＋ 计 ｔ
０５ ． △ｒ如下 ：
式 中 ， ｄ Ｏ 为考 虑初始 温差 一 的影响 ， 为 混 Ｏ／ｔ ｐ
基 于 光 纤 测 温 的大体 积 混凝 土热 学 参 数 反 演分 析
江 凯 ， 耀 英 ， 宜 红 ， 池 ， 绍 武 黄 周 陈 周
（ ． 峡 大 学 水 利 与环 境 学 院 ， 北 宜 昌 ４ ３０ ； ２ 中 国长 江 三 峡 集 团公 司 ， １三 湖 ４ ０ ２ ． 湖北 宜 昌 ４ ３ ０ ） ４０ ２
基于光纤传感技术的混凝土温度监测研究
基于光纤传感技术的混凝土温度监测研究一、研究背景混凝土是建筑工程中常用的一种建筑材料，其性能的稳定性和耐久性是重要的考虑因素。
混凝土在施工过程中需要进行加热和冷却，在使用过程中也会因环境因素而产生温度变化，这些温度变化对混凝土的性能和使用寿命产生影响。
因此，混凝土温度的监测和控制是保证建筑工程质量和延长混凝土使用寿命的重要手段。
光纤传感技术是一种新兴的传感技术，可以实现对混凝土温度的实时监测。
本文将探讨光纤传感技术在混凝土温度监测中的应用。
二、光纤传感技术光纤传感技术是利用光纤作为传感器，通过光纤对温度、压力、应变等物理量的敏感性来实现信号测量和传输的技术。
光纤传感技术具有以下优点：1. 高精度：光纤传感器的精度可以达到0.1°C；2. 大范围：光纤传感器可以测量从-200°C到2000°C的温度范围；3. 高灵敏度：光纤传感器可以对微小温度变化做出响应；4. 抗干扰：光纤传感器对电磁场和辐射的干扰能力较强。
三、光纤传感技术在混凝土温度监测中的应用光纤传感技术在混凝土温度监测中的应用主要有两种方式：分布式光纤传感和局部光纤传感。
1. 分布式光纤传感分布式光纤传感是将光纤布设在混凝土结构内部，通过对光纤信号的分析，实现对混凝土温度的实时监测。
分布式光纤传感具有以下优点：1. 可以实现对混凝土结构内部不同位置的温度分布情况的监测；2. 光纤布设简单，不需要对混凝土进行改动；3. 可以在混凝土结构施工过程中实现实时监测。
2. 局部光纤传感局部光纤传感是将光纤布设在混凝土结构表面或者混凝土结构内部的特定位置，通过对光纤信号的分析，实现对这些位置的温度监测。
局部光纤传感具有以下优点：1. 可以实现对混凝土结构中的关键部位进行监测；2. 光纤布设简单，对混凝土结构的影响小；3. 可以实现对混凝土结构的温度变化进行实时监测。
四、混凝土温度监测的意义混凝土温度的监测可以帮助建筑工程人员及时发现混凝土结构中的温度异常情况，及时采取措施进行调整。
光纤传感技术在混凝土结构监测中的应用
光纤传感技术在混凝土结构监测中的应用光纤传感技术是一种新兴的传感技术，它采用光纤作为传感器，利用光纤的光学特性对周围环境的物理量进行测量。
在混凝土结构监测中，光纤传感技术具有独特的优势，可以实现对混凝土结构内部的应力、应变、温度等物理量的实时监测，为混凝土结构的安全运行和维护提供了有效的手段。
一、光纤传感技术的基本原理光纤传感技术是一种基于光学原理的传感技术，其基本原理是利用光纤的光学特性来实现对周围环境物理量的测量。
在光纤传感系统中，光纤被视为一种特殊的传感器，其工作原理与一般传感器有很大的不同。
光纤传感器主要分为两种类型：光纤布拉格光栅传感器和光纤弯曲传感器。
1.光纤布拉格光栅传感器光纤布拉格光栅传感器是一种利用光纤布拉格光栅结构来实现物理量测量的传感器。
光纤布拉格光栅传感器的原理是：将一段光纤加工成布拉格光栅结构，当光线穿过布拉格光栅时，会发生光的反射和干涉现象，进而产生布拉格光栅的衍射光谱。
物理量的变化会导致布拉格光栅的衍射光谱发生改变，通过测量光谱的变化可以确定物理量的大小。
2.光纤弯曲传感器光纤弯曲传感器是一种利用光纤的弯曲程度来实现物理量测量的传感器。
光纤弯曲传感器的原理是：当光纤弯曲时，由于光纤中心轴线的偏移，光线在光纤中的传播路径会发生改变，进而导致光的传输特性的变化。
通过测量光的传输特性的变化，可以确定物理量的大小。
二、光纤传感技术在混凝土结构监测中的应用混凝土结构是现代建筑中广泛采用的一种建筑材料，其安全性和可靠性对于建筑的稳定运行至关重要。
在混凝土结构的设计和施工过程中，需要对混凝土结构的应力、应变、温度等物理量进行实时监测，以确保其安全性和可靠性。
传统的监测方法往往需要在混凝土结构中安装传感器，这种方法不仅成本高昂，而且对混凝土结构的损伤较大。
而光纤传感技术可以通过在混凝土结构中安装光纤传感器来实现对混凝土结构内部的应力、应变、温度等物理量的实时监测，具有成本低、损伤小、精度高等优点。
大体积混凝土测温方案及测温方法(一)
大体积混凝土测温方案及测温方法（一）引言概述：本文将介绍大体积混凝土测温方案及测温方法。
大体积混凝土在建筑工程中应用广泛，为确保其施工质量和持久性，对其温度进行监测至关重要。
本文将以五个大点为主线，详细阐述大体积混凝土测温的方案和具体方法。
正文：一、温度传感器选择1. 预埋式电阻温度计：预埋式电阻温度计可直接嵌入混凝土内部，测量混凝土温度。
其优点是准确、稳定，适用于长期测温，但安装细节要注意，避免损坏电阻体。
2. 分布式光纤传感器：分布式光纤传感器可连续、实时地测量混凝土温度分布。
它具有灵敏度高、可靠性好的优点，但需要专业技术和设备配合进行安装。
二、测点布置方案1. 测点密度：根据混凝土施工的特点和具体要求，确定合适的测点密度。
通常，大体积混凝土需要在其内部设置多个测点来获取温度分布数据。
2. 测点布置位置：测点应尽可能分布在混凝土横截面上，包括顶部、中部和底部等位置，以全面了解混凝土的温度变化情况。
三、测温方法1. 实时测温：通过连续监测某个测点的温度变化，获取混凝土的实时温度数据。
可以使用温度传感器实时采集数据，并通过数据采集系统进行记录和分析。
2. 定点测温：选取几个特定测点进行定点测温，了解混凝土的温度变化趋势。
可以通过手持式测温仪器对测点进行测温，也可使用远程测温装置。
四、温度数据处理与分析1. 数据采集与存储：使用数据采集系统实时采集温度数据，并进行存储。
可以选择云端存储或本地存储的方式，以便后续的数据分析和结论。
2. 温度数据分析：对采集到的数据进行分析，包括温度变化趋势、温度分布等，以获得对混凝土采取相应的调控措施的依据。
五、温度控制与调节1. 温度监控：根据温度测量结果，及时监控混凝土的温度情况，确保其在施工过程中的质量和安全。
2. 温度调节：根据温度监测结果，对混凝土施工过程中的温度进行调控。
可采取降温措施，如增加外部冷却措施，或调节混凝土配方等方式。
总结：通过选择合适的温度传感器、科学布置测点、合理选取测温方法，结合温度数据处理与分析以及温度控制与调节，可以实现对大体积混凝土的准确测温和有效控制。
基于光纤传感技术83t氏热水泥混凝土温度监测及热学参数反演
ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ（ ＨＢ Ｃ） ｃ ｏ ｎ ｃ ｒ ｅ ｔ ｅ ｉ ｎ ｔ ｅ ｓ ｔ ｂ ｌ ａ ｃ ｋ ｓ ，ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｎ ａ ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ － － ｄ ｉ ｍｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｉ ｆ ｎ ｉ ｔ ｅ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｉ ｆ ｅ ｌ ｄ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ￣ｉ ｏ ｎ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｉ ｓ
摘 要 ：利用 分 布式 光 纤 传 感 技 术 对 低 热 混 凝 土 试 验 仓 内部 温 度 进 行 实 时 在线 监 测 ，据 此建 立 混 凝 土 浇 筑 仓 三 维 有 限 元 温度 场 仿 真模 型 ，对 低 热 混 凝 土 热 学 参 数 进 行 优 化 反 演 ，并 利 用 反 演 热 学 参 数 预测 混凝 土 温 度 。 结 果 表 明 ，预 测 温 度 与 光纤 实 测 温 度 吻 合 较 好 ，反 演 结果 可信 。
Ｋｅ ｙ Ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ＨＢ Ｃ ｃ ｏ ｎ ｃ ｒ ｅ ｔ ｅ ； ｏ ｐ ｔ ｉ ｃ ｌ ａ ｉ ｆ ｂ ｅ ｒ ｓ ｅ ｎ ｓ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｙ； ｇ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍａ ｌ ｐ ｒａ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ， ； ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ； ｉ ｎ ｖ ｅ ｓｉ ｒ ｏ ｎ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ
水 力 发 电
第４ Ｏ 卷第 ４ 期
２ ０ １ ４ 年 ４ 月
基 于 先 纤 侉 憨 技 术 的 低 热 水 泥 琨 凝 土
温 度 监 测 及 热 掌 参 数 反 演
田开 平 ，郑 晓 晖 ，黄耀 英 ，魏 晓斌 ，周 宜红
（ 三峡 大 学水 利 与环 境 学 院 ， 湖北 宜 昌 ４ ４ ３ ０ ０ ２ ）
基于光纤测温的混凝土坝上下游表面苯板保温效果反馈
摘 要 ：为 防止 混 凝 土 坝 在 施 工 期产 生表 面裂 缝 ，经 常 在 坝 体 上 下 游 混凝 土表 面粘 贴 聚 苯 乙 烯 泡 沫 塑料 板 进 行 保 温 。 结合 西南 某 建 设 中 的混 凝 土 拱 坝 ，采 用 分 布 式 光 纤 传 感 技 术 ，实 时 在 线 监 测 典 型 混 凝 土浇 筑 仓 上 下 游 表 面 附近 不 同 深度 的 温度 状 况 ．分 别 采 用 日变 化 和 日平 均 实测 温 度 反 馈 苯 板 保 温 效 果 。 分 析 表 明 ，上 下 游 表 面 分 别 粘贴 厚 ５ ｃ ｍ 和
基于光纤传感技术的混凝土应变监测研究
基于光纤传感技术的混凝土应变监测研究一、前言混凝土是建筑工程中常用的建筑材料之一，其在承受外力时容易发生变形和破坏，因此混凝土应变监测对于建筑工程的安全性和可靠性至关重要。
在现代科技的帮助下，光纤传感技术被广泛应用于混凝土应变监测中，其具有高精度、高灵敏度、长距离传输等优点。
本文将对基于光纤传感技术的混凝土应变监测进行详细的研究。
二、光纤传感技术的原理及特点1. 光纤传感技术的原理光纤传感技术是基于光学信号的传输和检测技术，其原理是将光信号通过光纤传输到被测物体表面，受到物体的影响后光信号的频率、幅度等参数发生变化，通过光电转换器将光信号转换为电信号进行检测和分析。
2. 光纤传感技术的特点光纤传感技术具有以下特点：（1）高精度：光学信号的传输和检测过程中不存在电磁干扰和信号衰减等问题，因此具有高精度的特点；（2）高灵敏度：光纤传感器可以检测微小变化，其灵敏度达到0.01微米级别；（3）长距离传输：光纤传感技术可以实现长距离传输，其传输距离可达几十公里；（4）多参数检测：光纤传感技术可以实现对温度、应变、压力、形变等多种参数的检测。
三、基于光纤传感技术的混凝土应变监测方法1. 光纤布拉格光栅传感器光纤布拉格光栅传感器是一种基于光纤传感技术的应变传感器，其原理是利用光纤中的布拉格光栅结构，通过检测光纤中反射的光信号的频率变化实现应变的检测。
光纤布拉格光栅传感器具有高精度、高灵敏度、长距离传输等优点，在混凝土应变监测中被广泛应用。
2. 光纤研磨法光纤研磨法是一种基于光纤传感技术的混凝土应变监测方法，其原理是将光纤贴附在混凝土表面，通过对光纤进行研磨，使光纤受到混凝土应变的影响。
通过检测光纤中反射的光信号的幅值变化实现应变的检测。
光纤研磨法具有简单、易操作等优点，在一些混凝土应变监测场合中得到广泛应用。
四、基于光纤传感技术的混凝土应变监测实验研究1. 实验设计在混凝土试块表面贴附光纤布拉格光栅传感器和光纤研磨法，通过施加不同的载荷，记录光纤传感器输出的光信号变化，分析其与载荷之间的关系，探究光纤传感技术在混凝土应变监测中的应用效果。
采用光纤传感技术的混凝土结构变形监测研究
采用光纤传感技术的混凝土结构变形监测研究一、研究背景混凝土结构作为建筑工程中重要的构件，其结构变形监测对于工程的质量控制和安全保障具有重要意义。
传统的监测方法存在着监测精度低、安装复杂等问题，而光纤传感技术的出现为混凝土结构变形监测提供了新的思路和技术手段。
二、光纤传感技术概述光纤传感技术是利用光纤作为传感器来测量物理量的一种技术。
其基本原理是利用光的传输特性和光纤材料的物理特性，通过光的传输进行物理量的测量。
光纤传感技术具有精度高、抗干扰能力强、安装方便等优点，可以应用于混凝土结构变形监测。
三、光纤传感技术在混凝土结构变形监测中的应用1. 光纤布放方式光纤布放方式主要有单点式和分布式两种。
单点式是将一段光纤布放在一个固定位置进行监测，分布式则是将光纤布放在整个监测区域内，能够实现对整个区域的监测。
在混凝土结构变形监测中，分布式光纤传感技术具有更好的监测效果。
2. 光纤传感器的安装光纤传感器的安装位置应选在混凝土结构的重要部位，如梁、柱、墙等。
安装时应注意与混凝土结构的接触紧密度，避免光纤与混凝土结构之间有空隙，影响监测精度。
3. 光纤传感技术的监测精度光纤传感技术能够实现高精度的监测，其监测精度受到多种因素的影响，如温度、机械应力、光纤材料等。
为了提高监测精度，需要在安装时进行校准和调试，并且在监测过程中不断进行数据分析和处理，避免误差的积累。
四、案例分析1. 某高速公路桥梁混凝土结构变形监测该项目采用分布式光纤传感技术对桥梁混凝土结构进行变形监测。
光纤传感器采用分布式布放方式，将光纤布放在桥梁主梁、支座、墩身等位置，实现对整个桥梁的监测。
监测结果表明，光纤传感技术能够实现对桥梁变形的高精度监测，并且在实际工程中具有应用价值。
2. 某高层建筑混凝土结构变形监测该项目采用单点式光纤传感技术对高层建筑的混凝土结构进行变形监测。
光纤传感器布放在建筑的主梁、柱子等位置，监测建筑在使用过程中的变形情况。
光纤测温原理及其测量技术研究
光纤测温原理及其测量技术研究随着科技的发展，光纤测温技术逐渐走进人们的视野。
光纤测温是一种利用光纤作为传感器测量温度的技术。
它具有精度高、响应快、不受电磁干扰等优点，能够满足工业制造、环境监测、医疗等领域对高精度温度测量的需求。
光纤测温原理光纤测温技术的原理基于热致光效应和布里渊散射效应。
在这种技术中，光纤作为传感器，通过测量光纤中的温度差异来确定温度值。
当高精度光源发出光线时，光线会在光纤中传播，光纤中的材料会使光线发生一定程度的散射。
当光线受到热量的影响时，它的散射强度会发生变化。
通过监测光线的散射强度变化，可以确定光线经过的光纤的温度。
但是，光纤测温技术不是一种简单的过程，它需要光源、光纤、分析设备和控制算法以提供可靠的测量结果。
光纤测温技术的测量原理虽然复杂，但是它的优点也十分明显。
首先，光纤测温技术具有高精度和快速响应的特点。
相较于传统的温度测量方法，光纤测温技术可以提供更为准确的温度数据，可为工业自动化和环境监测等领域提供有效的数据支持。
其次，光纤测温技术具有良好的适应性。
光纤传感器不受电磁干扰和外界干扰的影响，对于需要测量强磁场和高电场区域的应用尤为适用。
光纤测温技术的测量方法光纤测温技术的测量方法主要有两种：基于布里渊散射效应和基于热致发光效应的光纤聚焦温度测量方法。
基于布里渊散射效应的光纤测温技术利用光线在光纤中透过和反射的原理，通过光纤中的布里渊散射效应来测量温度值。
通过监听布里渊散射光的频率，可以确定光线通过的光纤的热量，从而计算出温度值。
这种技术有良好的温度分辨率和位置分辨率，可以实现对温度变化的快速响应和高精度控制。
基于热致发光效应的光纤测温技术利用光纤内所添加的发光材料，在其与温度变化发生联动时发出发光信号的原理。
这种方法要求光纤表面存在聚焦器，用于将发出的光聚集在测量位置上，以获得较准确的温度数据。
此方法具有高灵敏度和高精度，可以测量小范围内的温度变化。
总结光纤测温技术作为一个高端、高精度的测量手段，在实际应用中有着广泛的用途。
光纤传感网络中的温度和应变监测与测量研究
光纤传感网络中的温度和应变监测与测量研究光纤传感网络（OFAN）是一种基于光纤技术的传感器网络，它利用光纤作为传感器，实现对环境参数的监测与测量。
其中，温度和应变的监测与测量是光纤传感网络中最为重要的研究内容之一。
本文将重点探讨基于光纤传感网络的温度和应变监测与测量的研究进展及应用前景。
1. 温度监测与测量温度是各行各业中普遍需要监测的重要参数之一。
光纤传感网络作为一种高精度和高灵敏度的温度传感器，已经在工业、能源、环境监测等领域得到广泛应用。
光纤传感网络通过测量光纤的光学特性的变化来实现对温度的监测与测量。
目前，光纤传感网络中主要采用的温度传感技术有拉曼散射光纤温度传感、布里渊光纤温度传感和光纤光栅温度传感等。
拉曼散射光纤温度传感基于拉曼散射现象，通过测量光纤中拉曼光的频移来推断温度的变化。
布里渊光纤温度传感则利用布里渊散射现象，通过测量布里渊频移来获得温度信息。
而光纤光栅温度传感采用光纤光栅技术，通过监测光纤光栅的反射光谱来实现对温度的测量。
这些光纤传感技术具有高灵敏度、高精度、抗干扰能力强等优势，能够实现对不同环境中温度变化的实时监测和测量。
因此，它们已广泛应用于电力、化工、冶金、生物医药等领域中对温度的监测与控制。
2. 应变监测与测量应变是材料结构变形的反映，对工程结构安全性和稳定性具有重要意义。
光纤传感网络中的应变监测与测量是评估结构承载能力和预测结构疲劳寿命的关键技术之一。
光纤传感网络中常用的应变传感技术有布里渊光纤应变传感、光纤光栅应变传感和光纤测振应变传感等。
布里渊光纤应变传感利用布里渊散射现象，通过测量布里渊频移来推断应变的变化。
光纤光栅应变传感则利用光纤光栅技术，通过监测光纤光栅的反射光谱来实现对应变的测量。
光纤测振应变传感通过测量光纤中声音的散射来获得应变信息。
这些光纤传感技术提供了一种非接触式、分布式、高灵敏度的应变监测和测量手段，能够实现对结构的长期稳定性、负荷性能和疲劳状况的实时监控。
混凝土内部温度变化监测方法
混凝土内部温度变化监测方法一、背景介绍混凝土结构的温度变化是影响结构耐久性和使用寿命的重要因素之一。
因此，对混凝土内部温度变化进行实时监测具有重要的意义。
混凝土内部温度变化监测方法主要有温度计监测、红外线测温和光纤测温等方法。
二、温度计监测1. 原理介绍温度计监测是一种常见的混凝土内部温度变化监测方法。
该方法通过在混凝土内安装温度计，实时监测混凝土内部温度变化情况。
温度计通常采用热电偶、热敏电阻、石英温度计等传感器，将温度变化转化为电信号，经过放大、滤波等处理后输出。
2. 实施步骤（1）选择适当的温度计传感器，根据混凝土工程的具体情况选择合适的传感器类型和规格。
（2）确定监测点的位置和数量，监测点应根据混凝土结构的特点合理布置。
（3）安装温度计传感器，按照传感器的安装说明进行安装。
通常情况下，传感器应埋入混凝土内部，与混凝土表面保持一定距离。
（4）连接信号采集器，将传感器的电信号转化为数字信号，传输到信号采集器中。
（5）对采集到的数据进行处理和分析，生成温度变化曲线和报表，为混凝土结构的监测和维护提供依据。
三、红外线测温1. 原理介绍红外线测温是一种非接触式的混凝土内部温度变化监测方法。
该方法通过红外线传感器测量混凝土表面的温度变化，通过热传导原理推算出混凝土内部的温度变化情况。
2. 实施步骤（1）选择适当的红外线传感器，根据混凝土工程的具体情况选择合适的传感器类型和规格。
（2）确定测量点的位置和数量，测量点应根据混凝土结构的特点合理布置。
（3）进行测量，将红外线传感器对准混凝土表面进行测量，记录测量数据。
（4）根据测量数据，推算出混凝土内部的温度变化情况。
（5）对推算结果进行处理和分析，生成温度变化曲线和报表，为混凝土结构的监测和维护提供依据。
四、光纤测温1. 原理介绍光纤测温是一种基于光纤传感器的混凝土内部温度变化监测方法。
该方法通过在混凝土内部安装光纤传感器，实时监测混凝土内部温度变化情况。
光纤传感技术中的温度及应变测量研究
光纤传感技术中的温度及应变测量研究光纤传感技术是一种基于光学原理的测量方法，它利用光纤传输光信号，在其传输过程中通过光学传感器对环境参数进行实时监测。
光纤传感技术具有传输距离长、测量精度高、抗干扰能力强等优点，被广泛应用于工业、能源、环保、安防等领域。
其中，光纤传感技术在温度及应变测量方面的应用较为广泛，成为了目前国内外研究的热点之一。
温度及应变是常见的工程参数，对于各种结构体（如桥、隧道、建筑等）的监测、设备（如飞机、轨道车辆、发电机组等）状态评估以及各种材料的性能测试等都具有重要的意义。
传统的温度及应变测量方法需要使用接触式传感器，其使用存在着测量误差大、易受干扰、易损坏等缺点，限制了其在实际应用中的发展。
而光纤传感技术具有非接触、反应快、精度高、抗干扰能力强等优点，可以克服传统传感器存在的缺点。
光纤传感技术中，温度及应变测量的实现基于光纤布拉格光栅传感技术（Fiber Bragg Grating，FBG）。
光纤布拉格光栅是一种利用光波的布拉格反射原理进行传感的技术，其结构由一定长度的光纤和在光纤中穿过的周期性浮雕组成。
当外界环境参数发生变化时，光纤布拉格光栅的光波需要经历布拉格反射，其反射光波频率发生改变，即通过测量不同频率的反射光波来实现外界环境参数的测量。
在温度测量中，由于热胀冷缩现象的影响，光纤布拉格光栅的晶格常数会发生变化，其反射光波频率也会相应地发生变化。
因此，可以通过测量光纤布拉格光栅反射光波的频率来实现温度的测量。
其具有精度高、灵敏度高、响应速度快、不受干扰等优点，在火电、核电、航天、航空、船舶等领域有广泛应用。
应变测量中，由于物体受到外界力的作用而发生形变，物体表面的应变值不同。
这时，可以在物体表面粘贴一定长度的光纤布拉格光栅或把光纤布拉格光栅与物体表面接触，在物体表面各个点上进行应变或形变的测量。
通过测量反射光波的频率来计算物体表面的应变值。
光纤布拉格光栅传感技术具有许多优点，但是其也存在着一些问题。
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光 纤 埋 入 混 凝 土 坝 内 部 ．连 接 至 分 布 式 光 纤 测
间 ． “ 靠 背 ” 地 实 施 了 分 布 式 光 纤 测 温 和 常 规 温 背
度计 测温
１ 试验方案
１ １ 光 纤 试 验 ．
分 布 式 光 纤 测 温 试 验 中 ．光 纤 采 用 了 长 飞 光 纤
Ｋｅ ｏ ｄ ： ｏ ｃ ｅ ｅｒ ｐ ａ ｅ ｎ ； ｉ ｒ ｕｅ ｐ ｉａ ｉｅ ； ｏ ａ ｉｔ ｂ ｔ ｎ Ｘｉ ｏ ｕ Ｈｙ ｒ ｐ ｗ ｒＳ ａｉ ｎ ｙ Ｗ ｒ ｓ ｃ ｎ ｒｔ ｅ ｌｃ ｍｅ ｔ ｄ ｓｉ ｔｄ ｏ ｔ ｌ ｂ ｒ ｎ ｒ ｌ ｄ ｓｒ ｕ ｉ ； ｌ ｄ ｄ ｏ ｏ ｅ ｔ ｔ ｔｂ ｃ ｆ ｍ ｉ ｏ ｕ ｏ
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（． ｏ ｅ ｅ ｆ ｉ ｌ ｎ ｙ ｒ ｌｃ ｃＥ ｇ ｅ ｒ ｇｏ Ｃ ｉ ｈｅ ｏｇ ｓ ｎｖ ｒ ｔ Ｙ ｃ ａ ｇＨｕ ｅ ４ ３ ０ ； １ Ｃ ｌ ｇ ｖ ｄＨ ｄｏ ｅ ｔ ｎ ｉ ｅ ｎ ｆ ｈｎ Ｔ ｒ Ｇ ｒｅ ｉ ｓ ｙ ｉｈ ｎ ｂ ｉ ４ ０ ２ ｌ ｏ Ｃ ｉａ ｅ ｒ ｉ ｎ ｉ ａ ｅ Ｕ ｅ ｉ，
摘 要 ：溪洛渡大坝 Ｌ Ａ区置换混凝 土浇筑时 ，在 混凝 土内部布设 了常规 点式 温度计 （ 电阻式 ）和分布式光纤 ，分
别 监 测 混 凝 土 内部 温 度 。通 过 对 两 种 测 温 方 式 的 监 测 成 果 进 行 比较 可 知 ，两 种 方 式 的测 温 成 果 误 差 服 从 正 态 分 布 ， 分 布 式 光纤 测 温 平 均 精 度 为 １ ． 。 ５℃ 关 键 词 ：置换 混 凝 土 ；分 布式 光 纤 ；正 态 分 布 ；溪 洛 渡 水 电 站
ｍｅｈ ｄ ｒ ｏ ｍａｉ ｉ ｒ ｕ ｅ ， ｎ ｈ ｖ ｒ ｇ ｃ ｕ ａ ｙ ｆｒｏ ｔ ａ ｂ ｒｉ ． Ｃ ｔ ｏ ｓａ ｅ ｎ ｒ ｔ ｄ ｓｉ ｔｄ ａ ｄ ｔ ｅ ａ ｅ ａ ｅ ａ ｃ ｒ ｃ ｏ ｐ ｉ ｌ ｅ １５ ｏ ． ｙ ｔｂ ｃ ｆ ｉ ｓ
Ｃ ｎｒ ｓ Ｓｕ ｙｏ ｐｉａ Ｆｂ ｒａ ｄＲ ｓ ｔｎｅＴ ｅｍｏ ｔｒｉ ｅ ｌｃｍｅ ｔ ｏ ｃｅ ｆ ｌｏ ｕＰ ｏｅｔ ｏ ｔ ｔ ｔｄ ｆ ｔ ｌ ｉｅ ｎ ｅｉ ａ ｃ ｈ ｒ ｍｅｅ Ｒ ｐａｅ ｎ ｎ ｒｔ ｏ ｕ ｄ ｒｊｃ ａ Ｏ ｃ ｓ ｎ Ｃ ｅ Ｘｉ
第 ３ 第 ３期 ６卷
２ １ 年３ ０ ０ 月
水 力 发 电
规 混凝 土光 纤测 温与常 测 温
对 比试 验 研 究
李 洋 波 ，黄 达 海 ，欧 阳建树
（． １ 三峡大 学土木 水 电学院 ，湖北 宜 昌 ４３０ ； ４ ０ ２
２ 北京 航 空航 天 大学 交通科 学 与工程 学院 ，北京 １０ ８ ） ． ０ ０ ３
作 为 线 测 温 技 术 ．分 布 式 光 纤 测 温 技 术 有 如 下
优 点 ：① 测 点 多 ，沿 着 测 温 光 纤 可 以 任 意 提 取 需 要
点 的 温 度 ，取 得 以体 积 为 权 的 整 仓 差 小 ，整 个 温 度 提 取 过 程 不 需 要 人 ］ 干 预 ．最 二 大 限 度 地 减 小 了 误 差 ；③ 光 纤 一 旦 埋 设 ．温 度 即 能
２ Ｓｈｏ ｏ Ａ ｒｎｕｉ ｌ ｃ ｎ ｅ ｎ ｎ ｉｅｒ ｇｏ ｅ ｉ ｎｖｒ ｔ ｏ ｅｏ ａｔ ｓ ｎ ｓｏ ａｔ ｓ Ｂ ｒｎ ０ ８ ） ． ｃｏｌ ｆ ｅ ａｔ ａ Ｓ ｉ ｃ ｄＥ ｇ ｅ ｎ ｆ ｉｎ Ｕ ｉ ｓｙ ｆ ｒｎｕｉ ｄＡ ｔ ｎ ｕｉ ， ｅ ｉ １０ ３ ｏ ｃ ｅ ａ ｎ ｉ Ｂ ｊｇ ｅ ｉ Ａ ｃａ ｒ ｃ ｇ
Ａｂｓｒ ｃ ： ｎ ｔ ｏｕ ｅ ｏ Ａ ｅ ａ ｅ ｎｔｃ ｎ ｒ ｔ ｏ ｉｎ ，ｒｓｓａ ｔｔ ｒ ｍｅ ｅ ｎ ｄ ｓｒｂ ｅ ｐｔ ａ ｉ ｅ ｒ ａｄ ｉ ｔ ａ ｔ Ｉ ｈｅｃ ｒ ｆＬ ｒ ｐｌｃ ｍｅ ｏ ｃ ｅ ｅ ｐ ｕｒ ｇ ｅ ｉｔｎ ｈｅ ｍｏ ｔ ｒ ａ ｄ ｉｔｉｕｔｄ ｏ ｉ ｌｆｂ ｒｗｅ ｌ ｉ ｎ ｓ ｓ ｃ ｅ ｃ ｎｃ ｅｅ ｔ ｏ ｉｏ ｈ ｎ ｅ ｎ ｌｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ．Ｂｙｃ ｍ ｐ ｒｎ ｈｅ ｔｍｐｅ ａｕｒ ｅ ｓ ｒ ｍ ｅ ｔｄ ｔ，ｔ ｌｏ ｗｏ ｍ ｅ ｓ ｅ ｅ ｔ ｏ ｒ ｔ ｏ ｍ ｎ ｔｒｔｅ ｉ ｔ ｒ ａ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ ｏ ａ ｇ ｔ ｅ ｉ ｒ ｔ ｅ ｍ ａ ｕ ｅ ｎ ａａ ｈｅ ｅ ｒ ｒ ｏ ｔ ａ ｕｒｍ ｎ ｓ ｆ
温 仪 ， 测 量 混 凝 土 内 部 温 度 过 程 ． 先 后 实 施 于 新 疆
中图分 类号 ： Ｖ ４ ． ； Ｖ ２ Ｔ ６２ Ｔ ５２ ４
文 献标 识码 ： Ａ
文 章 编 号 ：５ ９ ９ ４ （ ０ ０ ０ － ０ １ ０ ０ ５ － ３ ２ ２ １ ） ３－ ９ － ２ ０
０ 引
言
ｍ 工 程 于 ２ ０ ０ ８年 １ ０月 １ 日 开 始 浇 筑 ， 截 至 ２ ０ ８ ０９ 年 １月 底 。 共 浇 筑 １ 仓 ， 完 成 混 凝 土 ２０ 万 ｍ， ０ ．９ 。 为 了验 证 分 布式 光 纤 测 温 的 稳 定性 和 精 确 性 ． 探 索 分 布 式 光 纤 测 温 广 泛 应 用 的 可 能 性 ． 利 Ｈ】 拱 高 坝 混 凝 土 生 产 性 试 验 — — ＩＡ 区 置 换 混 凝 土 浇 筑 期 Ｊ