1 前言

堤坝的投入大、经济效益高、在社会经济快速发展中起着至关重要的功效，与人们的日常生活也息息相关。一个非常庞大的水利枢纽，一旦坠毁，导致群众切身利益的损害是不可估量的。文中对光纤线Bragg光栅尺的溫度/应变力感测器特点开展剖析和实验科学研究;探寻其布置加工工艺及其在堤坝工程施工全过程、长期性应变力检测中的技术性。

2.光纤光栅应变力感测器特点

光纤线Bragg光栅尺传感器技术是根据对在光纤线內部载入的光栅尺反射面或散射光波长光谱仪的检验，完成被测构造的应对和溫度数值的肯定精确测量，其感测器基本原理如图所示1所显示。而光纤光栅的折射或散射光波长光谱仪关键在于光栅尺周期时间L和反方向藕合模的合理折光率neff，一切使这两个参数发生改变的物理化学全过程都将造成反射面或散射光波长的飘移既有： DlB=2neff·DL （1）

图1. 光纤线布喇格光栅尺感测器基本原理

在全部造成光栅尺Bragg光波长飘移的外部要素中，最立即的为应变力参数，由于不管是对光栅尺开展拉申或是缩小，都必然造成光栅尺周期时间L转变，而且光纤线自身所具备弹光效用促使合理折光率neff也随外部地应力情况的变动而转变，这为选用光纤线Bragg光栅尺做成光纤线应变力感应器给予了最主要的物理化学特点。

3.光纤光栅溫度感测器实验

3.1 实验设备及原材料

文中选用的是武汉工程大学光纤传感研究中心生产制造的光纤线Bragg光栅尺应变力感应器。连接头选用常用的光纤线FC/APC漏线头。Bragg管理中心光波长识别技术选用英国Micron Optics企业生产制造的FBG-IS（Fiber Bragg GraTIng —InterrogaTIon System）光纤光栅调制解调器。该设备根据F-P（Fabry-Perrot）干预基本原理对Bragg反射面谱管理中心光波长开展调制解调，光波长屏幕分辨率为1pm，扫描仪区域为1283-1312nm， 扫描仪頻率：50Hz。

3.2 应变力感测器实验基本原理及結果剖析

水利枢纽堤坝附近缝某点发生渗水时，该点的水可能根据坝基表层的间隙渗入坝基内，并在坝基内缘间隙流动性。水在流通全过程中，造成这里坝基的溫度发生改变，运用光纤光栅温度感应器检验出这一溫度转变就可以辨别出漏水点产生的部位。选用好几个光纤光栅温度感应器能够组成遍布感测器互联网，进而完成对全部堤坝附近缝渗流检测。

将光纤光栅感应器铺装于实验不锈钢水槽下边，不锈钢水槽选用坝基周边的渣石以尽可能贴近预期效果。实验实体模型横断面平面图如图所示3所显示。将管理中心光波长为1296.5、1298.5nm的光纤线Bragg光栅尺应变力感应器用102胶黏剂黏贴于发烫电缆线上，并在对应部位布置高精密电阻器电阻应变片，根据标准砝码载入。

此次仿真模拟实验挑选三个渗流点开展二次通水实验观查渗流点处摄像头通水前后左右溫度转变全过程实验数据信息纪录。其中2-1;2-2;2-3;2-4;2-五分别是处在一根单模上不一样部位的Bragg光栅尺所体现出來的气温转变曲线图。

从实验最后还可以看得出，当产生渗流时，因为溫度改变使其管理中心光波长与溫度的相关系数r很高，并沒有迟缓状况，他们存有有效的线性相关。证实了光纤线Bragg光栅尺是一种十分理想化的溫度感知元器件;这与概念剖析結果符合非常好。并且感应器的一致性优良，十分合理于大规模贴片式精确测量，完成工程项目构造的精确测量。

4.光纤光栅健康监测系统软件组成

光纤线智能化健康监测系统软件主要是由下列三一部分组成：光纤传感器系统软件，数据信号传送与采集系统，数据处理方法与检测系统。

开展检测时，光纤传感器精确测量到的坝基即时情况数据信号历经数据信号传送与采集系统送至监测总站，开展对应的处置和分辨，进而对坝基的身心健康状况开展评定。若检测到的重要身心健康主要参数超出设置的阈值，则根据及时信息内容通告有关的监督机构，便于采取有效的应急措施。

5.光纤光栅感应器在控制面板坝工程项目安全性检测中的运用

水布垭堤坝做为现阶段世界第一高宽比混泥土面板堆石坝，在其中的许多工程设计难题全是全球性难点，要探寻并处理这种难点必须选用很多的领先技术应用和加工工艺。在堤坝的安全性检测层面，历经综合性较为，最后确认选用武汉工程大学具备独立IP的光纤光栅渗流（溫度）/控制面板应变力检测系统。该操作系统是一套详细的、具备智能化检测和管理能力的安全性检测系统，提升安全事故检验及减轻对策，集中体现运作靠谱，反映立即，监管精确的特性。

6.结果

文中取得成功地将光纤线Bragg光栅尺温度感应器和应变力感应器运用到堤坝的工程施工检测中，为进一步的项目运用累积了珍贵的工作经验，检测的结果显示：光纤光栅应变力感应器具备优异的感测器特性，特别是在长期性可靠性层面，特别适合堤坝、公路桥梁等工程项目长期性检测的必须 。光纤线Bragg光栅尺应变力感应器能够合理地检测堤坝的作业全过程，在完成对堤坝全部产品生命周期的检测，堤坝的长期性健康监测和安全风险评估层面有着很大的使用潜能和市场前景。

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