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分布式光纤应变传感技术及应用


  来源: 中电仪器-中电科40、41所 时间:2016-05-06 作者:袁明 闫宝东 闫继送
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2009年,周智等人利用BOTDA实现钢绞线应力全尺度监测。郭彤等人利用BOTDA进行了钢筋锚固性能实验和混凝土梁受弯加载实验。轩元等人利用BOTDA技术监测钢筋混凝土结构的应变。廖军等人在上海世博园浦西综艺大厅改建工程中利用BOTDA实现施工全过程监测。施斌等人进行了灌注桩与预制桩的应变、温度分布测试。

2010年,甘宇宽等人利用BOTDR技术对混凝土中钢筋锈蚀引起的混凝土膨胀进行了监测。何勇等人提出了一种将分布式应变传感光纤技术用于钢筋混凝土中钢筋应力监测的方法[96]。刘静等人证明了BOTDA对裂缝的开展有很好的感知性能。沈圣等人提出一种基于BOTDA的结构变形分布监测方法。周智等人研制了支持BOTDR/BOTDA的复合智能筋,并验证了该系统的有效性。陈丽蓉依托上海虹桥交通枢纽工程,使用BOTDR测试了灌注桩的桩身应力。贾喜鸽等人利用BOTDA技术搭建了打浦路隧道健康监测系统。

2011年,张大伟利用BOTDR对高层建筑深基坑中的测斜管进行了土体位移测试实验。杨莉等人利用BOTDR进行了混凝土裂缝监测实验。毛江鸿等人提出了一种新型埋入式长距离光纤传感器,并利用BOTDA进行了实验。路杰等人利用BOTDA对桥面预应力箱形梁进行了监测。陈炳云等人列举了嵩待高速公路隧道中BOTDR传感器的铺设方法。曹建梅、Wang Shuai等人对设计了一套基于BOTDR的隧道形变监测系统。邱海涛等人在西南某隧道搭建了基于BOTDR的隧道监测系统。

2012年后,何勇与姜帅等人提出了BOTDA结合斜交光纤组的裂缝监测方法。周柏兵等人以BOTDR技术为基础,搭建了基坑型钢变形监测系统。王飞等人针对盾构隧道横断面变形特点,提出了一种基于分布式传感技术的点式固定方法。

目前,国内已经有很多关于将分布式光纤应变传感器用于土木工程应用的相关研究,包括不同用途下传感光缆的铺设方法、应变数据的后期处理方法等问题也有了多种解决方案,分布式光纤应变传感器在土木工程领域中很多方向的应用也得到了验证,但是作为一种诞生不久的新型传感器,分布式光纤应变传感器要想在土木领域得到大规模应用,还需要更多的努力。

3、在电力领域的应用

电力行业作为社会基础产业,是国家发展的命脉产业之一。电网建设与国家能源资源结构、产业布局、经济发展规划和相关政策密切相关,同时也与本国的能源资源条件、能源资源输入可能性以及国家能源战略安全等密切相关,“智能电网”是当今世界电力系统发展变革的最新动向,并被认为是21世纪世界电力系统的重大科技创新和发展趋势。智能电网就是电网的智能化,它是建立在集成、高速、双向通信网络的基础上,将先进的传感和测量技术、先进的设备和控制方法等有效结合,实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标,并优化电网的运行和管理。由于电力系统网络结构复杂、分布面广,网络上存在着各种各样的隐患,对系统内各种线路、网络进行分布式监测显得尤为重要。如何实时监测这些故障隐患,直接关系到电力系统的生产安全与运行稳定。因此,国内外许多专家学者探索用分布光纤传感器网络与电网相融合建立智能电网,对电网中电缆的应变状态以及温度状态进行监测,实现电网在线实时监测与控制。

2009年,杨黎鹏针对海底电力电缆出现的故障,提出了采用BOTDR技术检测电力电缆内部温度及所受外力的方法。李成林等人也提出了利用BOTDR传感系统通过监测电缆沿线应力大小测量覆冰重量的输电线路覆冰监测方案。蒋奇与徐于超等人提出基于布里渊散射原理的分布式光纤传感技术监测电缆所受外力变化和监测电缆内部温度变化的方案和方法。

2010~2013年,赵宏波与丁健等人提出了使用BOTDR测量多条光缆路由的方法。胡文侃等人设计了基于BOTDA技术的海底电缆监测系统。滕玲等人采用BOTDA监测技术对光缆中光纤的应变进行了监测实验。吴飞龙与徐杰等人搭建了基于BOTDR技术的海缆本体状态实时在线监测系统。

关键词:仪器仪表 分布式光纤传感 OFDR BOTDA BOTDR    浏览量:1649

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