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基于OTDR的桥梁安全监测技术研究
| 论文题名： | 基于OTDR的桥梁安全监测技术研究 |
| 关键词： | 分布式光纤传感器;弯曲损耗;光时域反射;混凝土裂缝检测;桥梁安全监测 |
| 摘要： | 混凝土结构内裂缝的形成会降低混凝土构建的安全性，因此，可以通过监测混凝土结构内部的裂缝情况来评估桥梁的安全状况。光纤本身即是信号的传输媒质，又是传感元，这使得光纤能很容易组网形成传感网络以实现裂缝分布式监测，尤其适用于裂缝的发生与发展不能预知的情况。本文的研究目的是开发一种新型的光纤传感器以实时、准确、全面的检测混凝土结构内裂缝的产生与发展情况，从而保证桥梁的安全。通过研究了混凝土裂缝的产生机理与分布规律，分析了光纤的传输特性与损耗特性后，基于光纤背向瑞利散射原理和OTDR光时域反射技术，给出了一个可用于分布式光纤传感的钢筋混凝土裂缝检测系统的设计方案。为验证该系统在实际工程中的可行性，还设计制作了一个能准确模拟裂缝发展的裂缝调制器，并搭建了模拟裂缝实验系统。通过大量的分组实验发现了光纤与裂缝呈60o交角时，系统的传感特性最符合实际工程的需要，为分布式光纤的斜交布设方案提供可靠的依据；还发现了使用不同测试波长对系统的传感特性也有着显著的影响，在此基础上提出了两种光源组合的测试方案，该方法能实现单路传感光纤对裂缝的定位、定宽、定向检测；最后根据实验数据拟合出了一个能准确反映光损耗--裂缝宽度对应关系的指数型半经验公式，该公式比幂函数拟合更精确。 |
| 作者： | 吴晓斐 |
| 专业： | 电磁场与微波技术 |
| 导师： | 陈德智 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华东师范大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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