基于虚拟仪器技术的基坑光纤光栅监测系统

合集下载

基于虚拟仪器的高温压力管道光纤光栅应变监测软件设计

的实时监控和预警。
关键词：长周期光纤光栅；高温管道；Ｌａ：ＴＰ２７７文献标识码：Ａ文章编号：１００２—１８４１（２０１３）０３— ００４７— ０３
２０１３焦
仪表技术与传感器
ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＴｅｃｈｎｉｑｕｅａｎｄＳｅｎｓｏｒ
２０１３Ｎｏ．３
第３期
基于虚拟仪器的高温压力管道光纤光栅应变监测软件设计
ｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｕｓｉｎｇｈｅｔｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＬＦＢＧｔＯｍｏｎｉｔｏｒｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｓｔｒａｉｎｏｆｔｈｅｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｐｉｐｅｌｉｎｅｉｎｒｅｌ— ａｔｉｍｅ．Ｏｎｈｅｔｂａｓｉｓｏｆｕｓｉｎｇｏｐｔｉｃｌａｉｆｂｅｒｇｒａｔｉｎｇｄｅｍｏｄｕｌａｔｏｒ，ａｃｏｍｐｕｔｅｒｍｏｎｉｔｏｉｒｎｇｓｙｓｔｅｍｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄｔｏｐｒｏｃｅｓｓｔｈｅｄｅｍｏｄｕｌａｔｅｄｓｉｇｎｌｓａｏｆｔｈｅｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｐｒｅｓｓｕｒｅｐｉｐｅｌｉｎｅ，ｎｄａｔｈｉｓｍｏｎｉｔｏｉｒｎｇｓｙｓｔｅｍｗａｓｗｒｉｔｔｅｎｉｎＬａｂＶＩＥＷ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｓｉｇｎｌａａｎｌｙａｓｉｓ，ｒｅａｌ — ｔｉｍｅａ — ｌａｒｍ，ａｎｄｄａｔａｍａｎｇｅａｍｅｎｔ，ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｔａｔｅｍｅｎｔｓ，ｐａｒａｍｅｔｅｒｓｅｔｔｉｎｇａｎｄｏｔｈｅｒｆｕｎｃｔｉｏｎｓ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｎａａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｓｔｒａｉｎｔｈｒｅｓｈ・ｏｌｄｍｏｄｅｌ，ｔｈｅｔｏｔａｌｓｔｒａｉｎａｎｄｓｒｔａｉｎｒａｔｅＷｓａｐｒｏｇｒａｍｍｅｄ，ｔｏｒｅｌｉａｚｅｔｈｅｒｅｌ— ａｔｉｍｅｍｏｎｉｔｏｉｒｎｇａｎｄｅａｒｌｙｗａｒｎｉｎｇｏｆｔｈｅｓｉｇｎｌｓａ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＬＰＦＧ；ｈｉｇｈ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｐｉｐｅｌｉｎｅ；ＬａｂＶＩＥＷ；ｓｔｒａｉｎ；ｍｏｎｉｔｏｉｒｎｇｓｏｆｔｗａｒｅ

基于LabVIEW的光纤光栅传感监测软件

基于LabVIEW的光纤光栅传感监测软件摘要：基于LabVIEW的光纤光栅传感监测软件，可以实现数据采集、存储、显示和报警等功能。

该软件界面清晰易懂、使用方便、功能扩展性强、运行稳定，可以在安全监测方面发挥重要的作用，同时推进了光纤光栅传感器在生活中的应用。

关键词：光纤光栅传感器；虚拟仪器；数据库中图分类号：TP311 文献标识码：A随着技术的发展，光纤光栅传感器广泛地应用在各个领域，如电力电网、桥梁隧道、石油化工、航空航天，实现了高精度、远距离、分布式和长期性监测的技术要求。

本文针对光纤光栅传感系统，提出了一种基于虚拟仪器技术的监测软件的设计与实现方法。

为实际工程的管理提供了更加可靠的技术保障，具有广阔的应用前景。

1 光纤光栅传感技术光纤光栅是利用紫外光改变光纤材料性质，在光纤上制作成的一种光学无源器件，光纤光栅传感技术是利用测量环境对光纤的影响，将所探测的物理量转化成光束波长的一种新一代光学传感技术。

光纤光栅的传感过程可以依据耦合模理论分析。

当光入射到光纤光栅后，对于满足布拉格条件的入射光会发生反射，该反射光谱在布拉格波长位置处出现峰值，其波长公式为λB=2neffΛ。

当外界因素发生变化时，会引起光纤光栅发生微小形变，使Λ或neff发生变化，致使光纤光栅的中心波长值发生改变，产生传感效应，然后由该波长值即可以计算出待测物理场的变化。

2 虚拟仪器虚拟仪器采用特定软件在计算机屏幕上构成仪器面板，同时配置相应硬件，使计算机可以完成多种仪器功能。

虚拟仪器的实质就是充分利用计算机技术来实现和扩展传统仪器的功能。

LabVIEW是由美国NI公司开发和推出的，是虚拟仪器软件开发工具之一，可以应用在实验室、研究所和工业界。

该软件采用的编程方式基于图形化，提供了大量的工具和库函数，满足了数据的采集、分析、显示以及存储；软件中采用向导式工具，通过提示进行一步步操作，完成与仪器的连接和参数的设置。

3 监测软件组成3.1 数据采集实验采用的解调仪器是通过TCP网络接口与LabVIEW 软件进行数据交换的。

光纤光栅温度监测系统在矿井下的应用

光纤光栅温度监测系统在矿井下的应用
光纤光栅温度监测系统是一种实时、可靠、安全、高效的温度监测技术，它通过在光
纤光栅中引入热敏元件，将光纤光栅转换成温度传感器，实现对环境温度的实时监测。

该
技术在矿井下的应用，可以有效的预防和处理煤矿火灾、瓦斯爆炸等矿井安全事故，提高
了矿井安全的水平。

一般来说，光纤光栅温度监测系统主要由光纤光栅传感器、光源与检测系统、数据采
集与处理系统组成。

其中，光纤光栅传感器是该系统的核心部件，其采用光纤光栅技术和
热敏元件结合，可以测量出矿井内部温度的分布情况，不仅具有高精度、高灵敏度、高稳
定性、高防护等优点，而且可以远距离、连续、实时地获取温度数据，并实现可视化管理
和报警处理。

在应用方面，光纤光栅温度监测系统可以分布式安装于煤矿的巷道、沟槽、洞穴等重
点部位，通过对煤矿内部温度的实时监测，可以及时发现和判别矿井内部的温度异常，对
可能导致的事故进行及时预警处理。

具体应用场景如下：
1.煤矿巷道的温度监测。

煤矿巷道是煤矿生产的主要区域，巷道的温度变化对煤矿生产的安全和效率均有很大
影响。

通过在巷道内安装光纤光栅传感器，可以实时监测巷道内部的温度变化，及时发现
和处理可能导致煤矿事故的温度异常情况。

总之，光纤光栅温度监测系统在矿井下的应用，可以实现对煤矿整体环境的实时监测，提前预防和处理潜在的煤矿事故，保障煤矿生产的安全和高效。

基于虚拟仪器的光纤光栅温度传感系统设计

收稿日期:2007-04-11.　光电技术应用基于虚拟仪器的光纤光栅温度传感系统设计常天英,贾　磊,隋青美(山东大学控制科学与工程学院光纤传感技术工程研究中心,山东济南250061)摘　要:　在简要阐述虚拟仪器技术Labview7.1和光纤光栅测温原理的前提下,介绍了一种基于虚拟仪器技术的光纤光栅温度传感系统,包括系统的硬件和软件结构。

重点说明了如何利用虚拟仪器工作平台(Labview7.1)来实现数据的采集、处理、显示、保存以及查询等功能,从而快速、智能化地实现光纤光栅波长移位的检测,进而得到准确的被测对象温度曲线。

该系统具有界面形象、操作方便、可靠性高、功能全和可扩展性强等优点。

关键词:　虚拟仪器;光纤光栅;解调模块;温度中图分类号:TP212　文献标识码:A 文章编号:1001-5868(2008)01-0140-03Design of Optical Fiber G rating T emperature Sensing System B ased on Virtu al InstrumentCHAN G Tian 2ying ,J IA Lei ,SU I Qing 2mei(Optical Fiber Sensor T echnology and E ngineering R esearch Center ,School of ControlScience and E ngineering ,Shandong U niversity ,Jinan 250061,CHN )Abstract :　As t he virt ual instrument technology Labview7.1and t he p rinciple of t he optical fiber grating sensing temperat ure were instructed briefly ,t he optical fiber grating temperat ure sensing system based o n t he virt ual inst rument technology was int roduced ,including t he hardware and software of t he system.The text focused on how to use t he virt ual inst rument platform to realize t he f unctions ,such as data acquisition ,p rocessing ,display ,p reservation and inquiry ,so t hat t he shift of t he optical fiber grating πs wavelengt h could be detected fast and intelligently.Thus t he exact temperat ure curve of t he measured object was able to be obtained.The system has a lot of advantages ,such as Image interface ,easy operation ,high reliability ,scalability and st rong f unctionality.K ey w ords :　virt ual inst rument ;optical fiber grating ;demodulation module ;temperat ure1　引言虚拟仪器是一个按照仪器需求组织的数据采集系统,目前在这一领域内,使用最为广泛的计算机语言和开发环境是美国Ni 公司的LabV IEW ,它是一个高效的图形化程序设计环境,在这种环境下编程者无需编写任何文本格式的代码,而且具有丰富的数据采集、分析及存储的库函数,是一种创新的仪器设计思想,成为设计复杂测试系统的主要手段。

基于LabVIEW的光纤光栅传感解调系统的研究

度变化，￡为光纤材料的热光系数，ｖ为光纤材料泊松（ｏｓｏ）比系数。对于硅基质掺锗光纤材Ｐｉｓｎ
２
和非平衡Ｍ—（ｃ—ｅｎｅ）涉解调法、ＭｉｈｌＺＭａｈＺｈｄｒ干ｃｅｓｎ干涉解调法、双腔干涉查询解调法、环境干涉ｏ
本设计基于ＬｂＥＷ可视化界面技术和光纤Ｂａｇ光栅波长解调的原理，对ａＶＩｒｇ
微型光谱解调分析模块的数据采集系统进行深入研究。并介绍在ＬｂＥ平台下进行ａＶＩＷ串行通信采集ＦＢＧ传感温度信号和数据处理的技术，形成基于ＬｂＥ友好界面、功ａＶＩＷ能完备的光纤光栅解调系统，得较好的试验效果。同时解决普通光谱解调设备成本高、取
体积庞大和只简单显示波长的难题。关键词光纤Ｂａｇ光栅（ＢｒｇＦＧ）ＬｂＥａＶＩＷ解调线性拟合过放大滤波和ＰＣ单片机处理后经串口输人ＬｂＩａ—
引
言
电力电缆接头是电缆安全运行中最薄弱的改变】
＝
Ａ一１ｖ。１△ ８Ｔ３譬２（＋２￡＋Ａ｝（－ｐＰ】＋］）））
其中，Ｐｉ光纤材料的弹光张量分量，ｉ是ａ是光纤材料的热膨胀系数，Ａ￡和 △ 分别为应变变化和温
解调法、光栅色散ＣＣＤ跟踪检测法等。本设计基
料，５ × ０ｎ／，ｎ２ｖ１ｐ）．，口．１ｍ￣－一（＋ｌ０２５～Ｃ２２］

基于光纤光栅的路基沉降变形监测系统及其安装方法与制作流程

本技术公开了一种基于光纤光栅的路基沉降变形监测系统，包括光纤光栅解调仪、与解调仪连接的电源装置和接收设备，还包括与解调仪连接的光纤光栅沉降计、与沉降计顶部连接的支撑装置，以及与沉降计底部连接的沉降装置；沉降装置通过支撑装置固定在铺垫层上，沉降计与沉降装置同步向下沉降变形，解调仪对沉降装置的下沉引起沉降计内光纤光栅波长的变形进行分析后，将波长信号传输给接收设备。

系统安装时，将支撑装置与沉降计顶部固定；沉降底座与沉降计底部固定，底座的下沉带动沉降计底部拉伸，从而实现光纤光栅对变形的监测。

与现有技术相比，本技术与软基土体一起协同变形并且精确监测位移变化，具有抗电磁干扰、灵敏度高等优点。

技术要求1.一种基于光纤光栅的路基沉降变形监测系统，包括光纤光栅解调仪(6)、与解调仪(6)相连接的电源装置和接收设备，其特征在于：还包括与光纤光栅解调仪(6)通过光纤光栅引线(38)连接的光纤光栅沉降计(3)、与光纤光栅沉降计(3)顶部固定连接的支撑装置(1)，以及与光纤光栅沉降计(3)底部固定连接的沉降装置(2)；所述沉降装置(2)通过支撑装置(1)固定在地面铺垫层(5)上，所述光纤光栅沉降计(3)与沉降装置(2)同步向下沉降变形，所述光纤光栅解调仪(6)对沉降装置(2)的下沉引起光纤光栅沉降计(3)内光纤光栅波长的变形进行分析后，将波长信号传输给接收设备。

2.根据权利要求1所述的基于光纤光栅的路基沉降变形监测系统，其特征在于：所述光纤光栅沉降计(3)包括顶部不动段(37)、底部拉伸段和两根光纤光栅引线(38)；所述顶部不动段(37)与支撑装置(1)通过固定夹具(4)连接固定，所述底部拉伸段下端与沉降装置(2)固定连接，所述光纤光栅引线(38)与温度补偿传感器(39)连接。

3.根据权利要求2所述的基于光纤光栅的路基沉降变形监测系统，其特征在于：所述底部拉伸段包括通过圆盘(31)固定在底座(21)上的底部拉伸杆(32)和拉伸杆保护管(35)，所述底部拉伸杆(32)内含金属丝(33)，所述金属丝(33)周围含有柔性填充物(34)，金属丝(33)随着沉降装置(2)的下沉而拉伸，进而带动顶部不动段(37)内光纤光栅的变形。

基于光纤光栅传感技术的变电站监测系统设计与实现

基于光纤光栅传感技术的变电站监测系统设计与实现变电站是电力系统中的重要组成部分，为了保证变电站的安全稳定运行，需要对其进行监测和检测。

随着科技的发展，光纤光栅传感技术被广泛应用于变电站监测系统中，其具有高精度、实时性强、抗干扰能力强等优点。

光纤光栅传感技术是一种基于光纤光栅传感元件的物理传感技术，通过光纤光栅传感元件对被测物理量进行测量和检测。

在变电站监测系统中，光纤光栅传感技术可以应用于电力设备温度、应力、振动等多种参数的监测。

首先，基于光纤光栅传感技术的变电站监测系统需要一个完整的硬件系统。

这个系统主要包括传感器、光源、检测仪器等部件组成。

传感器是光纤光栅传感技术中的核心部分，通过将光纤光栅传感元件与体温传感器、弯曲传感器等相结合，可以实现对变电站中电力设备的温度、应力等参数的实时监测。

光源是提供光纤传感器工作所需的光源，常用的光源有激光器、LED等。

检测仪器用于接收和解读光纤光栅传感器中的光信号，并将其转化为数字信号进行处理和分析。

其次，基于光纤光栅传感技术的变电站监测系统需要一个有效的数据采集和处理系统。

这个系统包括了数据采集装置、数据传输装置和数据处理装置。

数据采集装置用于采集传感器中收集到的数据，并将数据进行初步的处理和分析，然后将数据传输给数据处理装置。

数据传输装置主要负责将采集到的数据传输到数据处理装置，这可以通过有线或无线通信实现。

数据处理装置则是对传感器中采集到的数据进行深入处理、分析和建模，以便实现对变电站运行状态的监测和预测。

再次，基于光纤光栅传感技术的变电站监测系统需要一个可靠的数据存储和管理系统。

在实际运行中，系统将采集到的数据存储到数据库中，并建立相应的数据管理系统。

这个系统能够对数据进行分类、整理、存储，并提供数据查询和检索功能，以方便用户随时获取所需数据。

最后，基于光纤光栅传感技术的变电站监测系统还需要一个友好的用户界面。

这个用户界面应该能够直观地展示变电站的运行状态，包括实时数据、历史数据、趋势分析等。

基于光纤光栅的基坑施工监测施工工法(2)

基于光纤光栅的基坑施工监测施工工法基于光纤光栅的基坑施工监测施工工法一、前言基坑工程是城市建设中常见的工程类型之一，为了保证基坑工程的安全和稳定，需要进行全面的监测工作。

基于光纤光栅技术的基坑施工监测工法，通过布设光纤光栅传感器，能够实时、连续、动态地监测基坑周边环境的变化，为施工期间的安全管理提供了有效的手段。

二、工法特点1. 实时监测：通过光纤光栅传感器，能够实时地监测基坑周边土体的变形情况，以及水平和竖向的应力变化。

2. 高灵敏度：光纤光栅传感器具有高灵敏度和高分辨率的特点，能够检测到微小的位移变化。

3. 连续监测：光纤光栅传感器能够对基坑周边的土体运动进行连续监测，实现对施工过程中地下水位、土体潜力及应力变化等情况的全面了解。

4. 大范围监测：光纤光栅传感器可以布设在较大范围内进行监测，能够全面覆盖基坑工程的施工区域。

5. 可视化操作：监测结果可以通过计算机系统进行可视化和自动化处理，方便施工管理人员进行实时分析和判断。

三、适应范围基于光纤光栅的基坑施工监测施工工法适用于各类基坑工程，特别是对于地质条件较复杂、周边环境变化频繁的基坑工程具有较高的适应性。

四、工艺原理光纤光栅传感器通过敷设在基坑周边的光纤光栅网络，在施工过程中监测环境的变化情况。

光纤光栅传感器通过对光纤中信号的反射和衍射特性的分析，可以实时测量周边环境的变形和变化情况。

同时，通过采集传感器监测到的数据，可以实时分析和判断施工过程中的安全状态。

五、施工工艺1. 布设光纤光栅传感器：根据基坑工程的具体情况，合理规划光纤光栅的布设方式和位置，确保能够全面监测基坑周边土体的变化情况。

2. 连接传感器与监测系统：将传感器与监测系统进行连接，确保传感器能够正常工作，并能够实时将数据传输到监测系统中。

3. 数据采集和处理：监测系统对传感器采集到的数据进行实时处理和分析，生成监测报告和预警信息，并可以通过计算机系统进行可视化显示。

六、劳动组织根据基坑工程的规模和复杂性，需要合理组织人力资源，确保施工过程中的监测工作得到有效执行和监控。

基于光纤光栅的基坑施工监测施工工法

基于光纤光栅的基坑施工监测施工工法基于光纤光栅的基坑施工监测施工工法一、前言基坑施工是建筑工程中的常见作业，然而，基坑施工往往伴随着地面沉降、水位变化等问题，给周边环境和结构安全带来一定风险。

为了提高基坑施工的安全性和监测效果，基于光纤光栅的基坑施工监测施工工法被广泛采用。

本文将对该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例进行详细介绍。

二、工法特点基于光纤光栅的基坑施工监测施工工法具有以下特点：① 可实时监测基坑周边地面沉降变形、水位变化、土体应力变化等情况，提前发现安全隐患；② 数据精度高、反应时间快，能够准确判断基坑施工过程中的变化；③ 采用光纤光栅监测技术，无需人工上下孔进行监测，避免了传统监测方式中的隐患和人力成本；④ 施工过程可重复利用光纤光栅，提高了经济效益和施工效率。

三、适应范围基于光纤光栅的基坑施工监测施工工法适用于各类基坑开挖施工，尤其是对于土质条件复杂、地下水位高、周边结构敏感的基坑施工更为适用。

例如高层建筑、地铁站等需要严格控制基坑施工变形和水位变化的工程。

四、工艺原理基于光纤光栅的基坑施工监测施工工法通过光纤光栅监测系统来实现监测作用。

光纤光栅是一种通过受力后变化光纤的折射率而使光的特性改变的技术。

当光纤光栅受到基坑变形或水位变化的影响时，光纤的折射率将发生变化，进而影响光的传播速度和强度。

通过对光纤光栅的监测可获取基坑变形、水位变化等信息，从而进行施工监测。

五、施工工艺基于光纤光栅的基坑施工监测施工工法的具体施工过程包括：基坑开挖前的准备工作、光纤光栅布置和安装、施工过程中的监测和数据分析等。

在基坑开挖前，需要进行基坑侧壁的加固和围护结构的搭设。

然后，将光纤光栅布设在基坑侧壁和周边结构上，并与监测系统相连。

在施工过程中，实时监测光纤光栅的变化，并对数据进行分析。

根据监测结果，及时采取措施，保证施工的安全性和稳定性。

基于光纤光栅传感技术的地基基础健康监测研究

光纤光栅传感技术
光纤光栅传感技术是一种新型的传感技术，其主要原理是在光纤中利用光栅效应对光的干涉进行调制，从而实现对物理量的感知。通过将光纤光栅敷设在地基基础中，可以对其内部应力和应变情况进行实时监测，为地基基础健康监测提供了新的解决方案。光纤光栅传感技术具有精度高、稳定性好、抗干扰能力强等优点，同时能够实现远程传输和自动化处理，大大提高了监测效率。
2、稳定性好：光纤光栅传感技术的测量结果受环境因素影响较小，稳定性较好，能够实现长期、连续的监测。
3、抗干扰能力强：光纤光栅传感技术采用光信号传输，不易受到电磁干扰和其他信号的干扰，保证了监测的准确性。
4、可远程传输：光纤光栅传感技术能够实现远距离传输，使得监测数据能够及时、准确地传送到处理中心进行分析和处理。
实验研究
为了探讨光纤光栅传感技术在地基基础健康监测中的应用效果，我们进行了一系列实验研究。首先，我们选取了一定数量的光纤光栅并按照一定间距敷设在地基基础中；然后，通过光纤分布式传感系统对光纤光栅的干涉光谱进行实时监测，并将其转化为地基基础的内部应力和应变情况；最后，对监测数据进行采集和分析，以评估光纤光栅传感技术在实时监测中的可行性和精度。
2、多功能、多参数光纤光栅传感器的研发：目前的光纤光栅传感器大多只能测量单一参数，如应变或温度，未来的研究方向可以包括如何实现多参数的同时测量，提高传感器的多功能性。
3、智能光纤光栅传感系统的研发：未来的研究方向可以包括如何利用人工智能、物联网、云计算等技术提高光纤光栅传感器的数据处理能力和智能化水平，使其更适用于复杂环境和实际工程应用。
参考内容
引言
随着学技术的发展，结构健康监测已成为众多领域的重要技术手段。在结构健康监测中，光纤光栅传感技术作为一种新型的测量技术，具有抗干扰能力强、灵敏度高、耐腐蚀、易于维护等特点，备受。本次演示将介绍光纤光栅传感技术的原理及其在结构健康监测中的应用实例，并展望未来的发展前景。

基于虚拟仪器的超大容量光纤光栅传感网络分析仪

基于虚拟仪器的超大容量光纤光栅传感网络分析仪
汤小娇;雷振山;戴世杰
【期刊名称】《天津工业大学学报》
【年(卷),期】2011(030)003
【摘要】根据大型复杂结构监测的工程需求,研究超大容量光纤布拉格光栅传感网络的传感器查询与波长解调原理,设计了与虚拟仪器技术相结合的系统模型;在信号分析与处理、网络通信、数据存储等主要环节提出了与超大容量光纤光栅传感网络分析相适应的技术方案.通过实验验证,单台仪器的测量点数达到1 000点以上,分析速度在1 s之内,波长分辨率为±10 pm,应变量程±800×10-6,温度量程±100℃.实验表明,仪器的量程、精度、速度等指标均满足工程实践的要求.
【总页数】4页(P65-68)
【作者】汤小娇;雷振山;戴世杰
【作者单位】唐山学院唐山市机电一体化重点实验室,河北唐山,063000;唐山学院唐山市机电一体化重点实验室,河北唐山,063000;河北工业大学机器人及自动化研究所,天津300130
【正文语种】中文
【中图分类】TT212.2;TN247
【相关文献】
1.光纤布拉格光栅超大容量传感网络分析仪 [J], 汤小娇
2.基于概率模型的光纤光栅传感网络优化布置 [J], 伊小素;刘佳;叶向宇;林松
3.基于光纤光栅传感网的根式沉井静载实验研究 [J], 吕辰刚;张瑞峰;武星;葛春风;丁岳
4.基于RSSI加权质心的光纤光栅传感网络冲击定位 [J], 江虹;刘鹏辉;郑晓丹;邵向鑫
5.基于光纤光栅传感网络的电梯健康状态监测系统 [J], 巫涛江;余晓毅;张春娟;尹劲松;石胜辉
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于虚拟仪器的BOTDR光纤应变监测系统

基于虚拟仪器的BOTDR光纤应变监测系统
李新华;徐伟弘;梁浩;张旭苹
【期刊名称】《光通信技术》
【年(卷),期】2007(31)4
【摘要】提出了基于虚拟仪器的BOTDR光纤应变监测系统,系统采用BOTDR作为前端数据采集模块,使用虚拟仪器技术搭建软件系统,实现了结构应变状况的数据采集与分析.
【总页数】2页(P58-59)
【作者】李新华;徐伟弘;梁浩;张旭苹
【作者单位】南京大学,光通信工程研究中心,南京,210093;解放军汽车管理学院,教育技术中心,安徽,蚌埠,233011;南京大学,光通信工程研究中心,南京,210093;南京大学,光通信工程研究中心,南京,210093;南京大学,光通信工程研究中心,南京,210093【正文语种】中文
【中图分类】TP216
【相关文献】
1.基于虚拟仪器的高温压力管道光纤光栅应变监测软件设计 [J], 皇甫晓洪;刘月明;刘涛;蔡庆木
2.基于虚拟仪器技术的光纤应变测试系统 [J], 高占凤;杜彦良
3.基于BOTDR的光纤网格隧道形变监测系统研究 [J], 曹建梅;任春年
4.基于虚拟仪器技术的基坑光纤光栅监测系统 [J], 徐洪钟;陈祺;黄广龙;陈巧
5.基于云数据处理的分布式光纤应变远程监测系统设计 [J], 闫伟;白清;谷行;王东;王宇;靳宝全
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

光纤bragg光栅技术在江南泵站深基坑中的应用

光纤bragg光栅技术在江南泵站深基坑中的应用摘要：随着基坑工程建设规模和建设难度的增大，深基坑工程越来越多，所造成的工程事故层出不穷。

本文利用光纤bragg光栅技术结合实际基坑工程的特点，提出光纤bragg光栅的封装方法，将虚拟仪器应用于监测系统，最终构建基于虚拟仪器的监测系统。

进一步通过现场监测与深基坑变形预测进行对比，验证其检测的可靠性，为深基坑监测提供了一种安全可靠的监测系统，更好适用于实际工程的需要。

关键词：光纤bragg光栅技术；深基坑；变形监测系统；BP神经网络1引言随着基坑工程建设规模和建设难度的增大与环境条件的复杂化，基坑工程施工过程中对环境的影响控制要求也越来越高[1]。

深基坑监测的主要项目有基坑周围土体及建筑物的变形、支护结构内力、地下水动态变化等内容[2-3]。

围护桩和基坑周围土体的深层水平位移通常采用埋设测斜管并采用测斜仪进行观测，但经过多年实际应用之后已落后于时代，主要存在监测精度较低、数据采集过程繁琐、监测过程无法实现自动化和监测频率较低等问题。

本文拟利用光纤bragg光栅技术结合实际基坑工程的特点研发光纤bragg光栅深基坑开挖变形监测系统，并验证其合理性，为深基坑监测提供了一种安全可靠的监测系统，更好适用于实际工程的需要。

2光纤bragg光栅监测简介近年来自动化监测系统逐渐受到重视，光纤传感材料因具有可以用数字化方式实时获取资料、容易实施远程监测和长期监测等诸多优点而逐步成为最具发展潜力的传感材料[4-5]。

光纤Bragg光栅是通过全息干涉法或者相位掩膜法来将一小段光纤暴露在一个光强周期分布的光波下面，这一小段光纤的光折射率就会根据被照射光的光波强度而永久改变，造成其光折射率的周期性变化，即为光纤Bragg光栅。

当具有一定宽带的光入射光纤，大部分光会通过Bragg光栅而不受影响，只有特定波长的光在Bragg光栅处出发生反射。

这种特定光的波长称为Bragg光栅的中心波长。

光纤光栅虚拟实验报告

一、实验目的1. 理解光纤光栅的基本原理和特性。

2. 学习光纤光栅在光学通信系统中的应用。

3. 通过虚拟实验，掌握光纤光栅的测试方法。

4. 提高对光纤光栅技术在实际工程中应用的理解。

二、实验原理光纤光栅是一种在光纤中引入周期性折射率分布结构的光学元件，其主要原理是利用光在光纤中的全反射和干涉现象。

当光波在光纤中传播时，如果入射角大于临界角，光波将在光纤内发生全反射。

当光波在光纤中传播一段距离后，反射光波与入射光波之间发生干涉，形成特定的干涉条纹。

通过改变光纤的折射率分布，可以实现对光波波长的选择和调节。

光纤光栅具有以下特性：1. 带宽窄，频率分辨率高。

2. 选择性好，抗干扰能力强。

3. 稳定性好，寿命长。

4. 可集成化，易于与光纤通信系统结合。

三、实验仪器1. 光纤光栅仿真软件（如FiberSim、OptiSystem等）。

2. 光纤通信系统仿真软件（如OPNet、NS2等）。

四、实验步骤1. 光纤光栅结构设计使用光纤光栅仿真软件，根据实验需求设计光纤光栅的结构参数，如周期长度、纤芯直径、折射率分布等。

2. 光纤光栅性能分析在仿真软件中，对设计的光纤光栅进行性能分析，包括反射率、透射率、带宽、选择性和稳定性等参数。

3. 光纤通信系统仿真将设计的光纤光栅集成到光纤通信系统中，进行系统仿真。

主要分析系统性能，如误码率、信噪比等。

4. 实验结果分析对实验结果进行分析，验证光纤光栅在光纤通信系统中的应用效果。

五、实验结果与分析1. 光纤光栅结构设计设计了一种周期长度为10μm，纤芯直径为50μm，折射率分布为周期性变化的三角形光纤光栅。

2. 光纤光栅性能分析仿真结果显示，该光纤光栅的反射率为99.9%，透射率为0.1%，带宽为100nm，选择性为±0.1nm，稳定性良好。

3. 光纤通信系统仿真将设计的光纤光栅集成到光纤通信系统中，仿真结果显示，系统误码率为10^-9，信噪比为20dB，满足实际应用需求。