埋入式光纤法珀传感器

埋入式光纤法珀应变传感器
LOREM IPSUM DOLOR
四川宜宾南门大桥断裂成三截
大家能想到这 种传感器能应 用到哪些地方 吗？
2001年11月07日凌晨４时３０分至５时许，四川宜宾市金沙江南门大桥两端先后发 生断裂，两辆汽车坠入江中，一艘小船被毁，已知２人失踪，２人受伤。市区南北 公路交通和部分通讯中断。
埋入式光纤法珀应变传感器技术现状
在众多的应变传感器中，光纤 法珀应变传感器由于其本身所 具有的结构简单、抗电磁干扰、 温漂时漂小等优点，已经成为 了结构应变监测首选的传感器。 因而从上世纪九十年代起大量 的国内外专家学者纷纷投入到 这一研究领域中来，取得了显 著的成就。
传感头
光纤法珀应变传感器结构图
当然，此类功能的传感器，人们也研发出过，比如：振弦应 变计、石英压力传感器、压磁式应力传感器等，并提出了钻 孔取样分析法、超声波探测法等新的测量方法。但是这些电 类的测量方法并没有能彻底解决电阻应变片现场标定、远距 传输、长期稳定等几个方面存在的问题，而且这些测量手段 的价格却远高于应变片，因而，土木工程界仍然迫切需要一 种能够长期在线监测大型建筑设施安全的应变测量新方法及 设备。随着光钎传感技术的发展，逐渐的满足了这些要求。
光纤法珀干涉仪原理图
原理：间隔为t的两块内表面镀上反射膜的平行平板组成 FP谐振腔，当光束射入腔内后就在FP腔的内表面产生多 次反射，从而形成光学谐振、产生多光束干涉输出。如果 我们将反射率R定义为反射光强Ir与入射光强Ii之比，即：
当此光纤传感器埋于混凝土结构内部时，结构的内部应变将使得光 纤法珀传感器的腔长 t 相应变化，从而改变输出光强和波长的分布。 在解调时，即可通过光强或波长的变化得到F-P腔长的变化△t,从而 得到应变量ε=△t/a（a为敏感长度）。 为了保证在应用中传感器的存活率，需要加上保护外壳进行保护， 形成传感头。埋入式需要在混凝土浇筑以前预先安装到结构待侧位 置。 前面描述的探头，将光路中的光程差变化输出转换为应变量，还需 要一个相应的解调系统，这才是整个能应用到现实光纤法珀应变仪。
现存的问题： ①、传感器在装入混凝土结 构中出现损坏更换不易 ②、传感器在生产时需要非 常精准的工艺 ③、传感器保护外壳一般为 光滑的不锈钢，在固定时用 有机胶，如果与外壳发生滑 动，容易影响精度产生误差。
Hale Waihona Puke Baidu
大型建筑及桥梁等基础设施在人们的日常社会生活及经济活 动中起着日益重要的作用，可以说我们就生活在由它们构成 的环境当中，它们本身的安全与否就直接关系到人们生命财 产的安全与否。不难想象，如果在一条繁忙的高速公路上， 有一座桥梁由于其本身的原因突然发生了坍塌，将会产生怎 样的后果。然而如果我们通过一些措施对他们的安全状况进 行监测，这样就可以主动了解他们的情况，当它们存在安全 隐患时，就能及时的采取相应的预防措施，避免不必要的损 失。