基于弱反射布拉格光栅技术的海上钢管桩变形监测研究

利用弱光栅应变监测原理,研究了两种不同封装方式的弱光栅传感器对钢梁的应变监测效果,并将其应用于海上钢管桩的变形监测。结果表明,弱光栅应变监测结果与分布式光纤结果以及理论计算结果都具有较高的一致性;推算的钢梁挠度与千分表测实值以及理论值误差在10%以内。海上钢管桩水平静载荷试验结果表明,桩身变形主要在海平面以下60 m的范围内,钢管桩挠度随着荷载的增加而增加,随着桩深的增加而减小,在50 m埋深后,钢管桩几乎不再受水平推力的影响;监测所得挠度与实际挠度平均误差为16 mm。通过室内模型及实际工程应用证明了弱光栅在钢结构监测中的可行性及准确性,并为同类项目提供了一定的技术支持。

基于全同弱反射光栅光纤的分布式传感研究

利用弱反射光栅低反射率的特性,提出了基于全同弱布拉格反射光栅的分布式光纤传感方案。采用"光波长时域反射"解调技术,进行定位和解调,实现高密集度的准分布式传感。从理论上分析了光纤光栅反射率、光栅单元间隔以及传输损耗等对传感系统复用容量的影响。结果表明,这种方法可以有效提高光栅传感系统的复用容量,并降低信号解调成本。实验验证了该方案的可行性,系统复用了4个反射率为6%的光纤布拉格光栅(FBG),实现了单点、多点测量,温度测量的分辨力达到0.12℃。