基于光纖光柵的橋梁索力無線監(jiān)測系統(tǒng)的設計.pdf

1、長期以來，由于技術水平的限制，對橋梁進行索力監(jiān)測時經(jīng)常采用頻率法，其中的數(shù)據(jù)采集部分經(jīng)常采用壓電陶瓷加速度傳感器。這種方法具有檢測速度快、測量精度高的優(yōu)點。但是由于壓電陶瓷加速度傳感器輸出的是弱電信號，要實現(xiàn)遠距離傳輸，需要在電路中加入許多放大器，從成本和施工考慮，這種方法很難實現(xiàn)索力遠程實時監(jiān)測，只適用于索力的定期檢測。同時，在某些情況下，這種方法的低頻特性也不是很好。 隨著光纖傳感技術的發(fā)展，國內(nèi)外提出了基于光纖光柵傳感器的

2、橋梁索力監(jiān)測系統(tǒng)，它能夠克服傳統(tǒng)的檢測技術的上述缺點，低頻特性好，并且可以很方便的實現(xiàn)索力遠程實時監(jiān)測，具有一系列的優(yōu)勢。但同時帶來了新問題：由于橋梁拉索數(shù)量很多，出于成本以及施工條件的考慮，不可能在每根拉索上安裝光纖光柵傳感器，只能將傳感器固定在某幾根拉索上，當需要測量其他拉索受力情況時，傳感器的拆卸安裝也需要耗費大量的人力物力。 針對這種情況，本文提出了一種基于光纖光柵的橋梁索力無線檢測系統(tǒng)。由于在數(shù)據(jù)的發(fā)送端和接收端采用了

3、移動方便的無線傳輸模塊，在需要測量橋梁其他拉索受力情況時，該系統(tǒng)能夠在很大程度上減小傳感器及相關光纜電纜的拆卸安裝所耗費的大量人力物力，很好的克服了上述系統(tǒng)的缺點，并且同時具備很多優(yōu)點，如靈敏度高、耐腐蝕、電絕緣、傳輸距離遠等，而且結構簡單、尺寸小、質(zhì)量輕、頻帶寬、可進行溫度、應變、壓力等多種參數(shù)的分布式測量，具有很強的工程意義。 本系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)無線傳輸和監(jiān)測評估三部份組成。系統(tǒng)利用光纖光柵傳感器實現(xiàn)對橋梁索力的實時數(shù)據(jù)

4、監(jiān)測；采用無線傳輸模塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸：利用虛擬儀器在上位機實現(xiàn)監(jiān)測與健康評估。數(shù)據(jù)采集部分負責收集傳感器傳輸?shù)墓庑盘?，?jīng)波長解調(diào)后通過串口發(fā)送給無線發(fā)送模塊；數(shù)據(jù)無線傳輸部分包括無線發(fā)送模塊和無線接收模塊，由發(fā)送模塊將下位機送來的索力監(jiān)測數(shù)據(jù)按照特定傳輸協(xié)議發(fā)送給接收模塊；監(jiān)測評估部分包括串口通訊部分和數(shù)據(jù)分析部分，由相應的監(jiān)測評估軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理，圖表顯示和分析。 本文主要論述了光纖光柵應變傳感器，光纖光柵溫度傳感器和光