白皮书:基础设施监测应用中光纤传感器与传统电阻应变片的区别

几乎所有类型的公共基础设施,包括桥梁、管道、隧道、基础、道路、水坝等,都会可能产生性能降低或导致故障。这些结构问题可能是劣化、施工方法不当、地震活动、附近施工作业等造成的。

虽然电阻应变片长期以来一直被用于监测结构变化,但它们有时缺乏必要的耐久性和完整性,无法在较长时间内提供准确、可操作的信息。

基于光纤布拉格光栅(FBG)的光纤应变片的工作原理与控制传统电阻应变片原理截然不同。简单地说,布拉格光栅是一种微结构(通常只有几毫米长)。这种微结构使光纤的折射率产生周期性变化。当光沿着光纤传播时,布拉格光栅反射的波长范围很窄;所有其他波长都通过光栅传输。

反射波长带的中心被称为布拉格波长(图1和图2)。在应力作用下,光纤光栅的周期由于光纤的物理拉伸或压缩而增加。这种变化导致了布拉格波长的偏移,然后由解调仪检测和记录。

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Optical Fiber Sensors vs. Conventional Electrical Strain Gauges for Infrastructure Monitoring Applications

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