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基于光纤布拉格光栅的沉降传感器研究及应用
| 论文题名： | 基于光纤布拉格光栅的沉降传感器研究及应用 |
| 关键词： | 高铁地基;光纤布拉格光栅;沉降传感器;温度补偿 |
| 摘要： | 随着科学技术的飞速发展、经济的持续增长、社会的不断进步，当今社会的各种工程结构发生着重大变化，材料、结构形式、工艺技术等纷繁复杂，并不断的向超大型化、复杂化、自动化、长期化等方向发展。在我国，大型大坝、桥梁、高速公路、高速铁路等等大型工程也在不断的建设中，对于这种大型复杂的工程结构的有效监测和预警显得非常重要和迫切。光纤传感技术在传感领域具有其独特优点，抗电磁干扰强、耐腐蚀、绝缘性好、灵敏度高、无源及可构成大型传感网络，经过30多年的研究，光纤传感技术不断成熟发展，将在地质健康安全监测领域发挥重要作用。 本课题讨论一种基于光纤布拉格光栅的沉降传感器，此传感器用于高铁地基沉降的监测，是一个实用性很强的工程化项目，本论文完成了以下工作： (一)研究分析了FBG及其传感系统的基本原理，并考查了FBG的研究情况和在各领域的应用状况，对FBG用于地基沉降测量进行了可行性技术分析，研究参考了目前已经被提出的各种基于 FBG的用于液位或压力等测量的传感结构,最后提出一种基于FBG悬臂梁和弹性金属膜片结构的沉降传感器结构。 (二)绘制沉降传感器结构工程图纸，加工制作所设计的传感器结构，封装成传感器，并搭建实验室测试平台，包括光学平台和机械结构平台，用于对传感器各方面的性能进行测试。 (三)对传感器性能进行全面测试，包括量程、线性度、重复性、灵敏度、稳定性等方面，通过大量实验总结分析结构中各种因素对上述性能的影响情况，得出结论并对传感器结构进行改进。 (四)研究分析FBG的温度和应变的交叉敏感性，考查各种温度补偿方案，通过温度实验对不同方案进行验证，最终使用合理结构，减少了温度对传感器对沉降测量的影响，满足了实用化的需要。 (五)根据上述各种的实验结果，对传感器结构进行改进，并考虑实际应用场合的各种工程问题，封装出成熟的可实用的传感器，最终在成都某高铁地基上进行现场安装，从中获得了很多应对工程应用的宝贵经验，对传感器结构的近一步改进起到了重要的指导作用。 |
| 作者： | 杜磊 |
| 专业： | 通信与信息系统 |
| 导师： | 饶云江 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 电子科技大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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