非本征型光纤法布里-珀罗应变传感器的研究开题报告

 2020-02-10 10:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)
1.1 研究目的
结构健康监测 指的是针对工程结构的损伤识别及其特征化的策略和过程。结构损伤指的是结构材料参数及其几何特征的改变。结构健康监测过程涉及使用周期性采样的传感器阵列获取结构响应,损伤敏感指标的提取,损伤敏感指标的统计分析以确定当前结构健康状况等过程。
建筑结构破坏的主要原因是结构局部开裂和失稳,应力是最直接与安全有关的因素,建筑结构关键位置的应力是结构安全的重要标志,应力监测对结构安全性及健康状况的把握至关重要。但是一般无法直接测量得到材料的应力,只能通过应变测试来反映应力,因此应变是表征工程结构安全状态的一个重要指标。应变的测量对保障工程结构的安全具有重要的意义 。
建设结构种类和数量繁多,各种监测技术也相应得到了飞速的发展。这些监测技术的发展,成为促进建筑结构计算理论与设计方法不断发展的重要因素之一。在建筑结构监测中,应变的测量非常重要。结构的应变过大,会导致结构产生裂纹与损伤,进一步发展会产生结构破坏,当应变超过承受值时,就会导致结构的断裂甚至坍塌,影响人身安全,造成灾难,也不利于经济建设和发展。如果对于正在修建的建筑结构进行健康监测,可以对施工质量进行监控,防止事故的发生。对于正在使用中的建筑结构更要进行健康监测,因为这些结构受到荷载、风载、地震等多种载荷的作用,并且还受到潮湿气候、温度、氧化、腐蚀以及材料老化、疲劳等因素的影响,结构的状态将逐渐发生变化,我们就需要考虑结构是否能够继续承受设计应变载荷,继续使用是否安全等问题。
1.2 研究意义
传统应变传感器主要有电阻应变片及钢弦应变计。电阻应变片因其结构简单、价格便宜在结构实验中获得广泛应用,但由于其寿命、温漂和时漂问题难以解决,因此很难应用于长期应变监测。钢弦应变计虽然可以应用于长期应变监测,但其抗电磁干扰能力弱,长期稳定性不太好。
光纤应变传感器具有结构简单、灵敏度高、抗电磁干扰能力强、耐腐蚀、耐潮、电绝缘性好、长期稳定性好等优点,克服了传统应变传感器存在的不足,在结构应变监测中得到了广泛运用。
1.3 国内外研究现状
近几十年来,光纤传感器凭借其具有高灵敏度、避免电磁干扰、安全性高等优点广泛应用于深井探测、电力新能源等场合 。
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