分布式光纖振動傳感器(DistributedFiberOpticVibrationSensor,DFVS)是一種利用光纖作為傳感器的振動檢測技術。它可以實現(xiàn)對光纖全長的振動監(jiān)測,具有高靈敏度、高分辨率、高精度、高可靠性等優(yōu)點,被廣泛應用于地震監(jiān)測、結構健康監(jiān)測、管道泄漏檢測、邊界安防等領域。一、DFVS的工作原理DFVS的工作原理是利用光纖的光學特性,將光纖作為傳感器,通過光纖中的光信號的變化來檢測振動信號。DFVS主要分為兩種類型:基于布里淵散射(BrillouinScattering,BS)的DFVS和基于光時域反射(OpticalTimeDomainReflectometry,OTDR)的DFVS。光纖傳感器具有高靈敏度、抗干擾能力強、耐腐蝕、耐高溫等特點,被廣泛應用于多個領域。振弦式傳感器方案
20世紀90年代,占光纖傳感器市場份額比較大的是流水線控制,航空和醫(yī)藥的應用。近幾年,人們也看到了光纖傳感器在其他方面的增長,這歸功于分布式傳感器和多路技術的快速發(fā)展,如用于健康檢查、化學與生物傳感等方面的應用。下面是當前光纖傳感器在各個領域的主要應用。1)城市建設橋梁、大壩、油田等的干涉院螺儀和光機壓力傳感器的應用;在混凝土中嵌入光纖傳感器或加強性光纖凝結物;在飛機場用干涉型光纖震動傳感器系統(tǒng)監(jiān)測交通。2)土木工程和環(huán)境監(jiān)測對輸油管、地下天然氣存儲、鉆孔和大壩進行分布式拉曼溫度監(jiān)測;在煤礦、隧道、山巖中安放嵌入布拉格光纖壓力傳感器的巖柱;在很深的鉆孔或火山中用干涉型光纖傳感器系統(tǒng)進行地震測量。3)電力系統(tǒng)電廠的電流電壓光纖傳感器;用布拉格光柵傳感器網絡對發(fā)電機、轉換器進行溫度、振動監(jiān)測;用復合光纖對高壓體進行分布式拉曼溫度“熱點”探測及Brillouin壓力監(jiān)測福建機器視覺動態(tài)位移傳感器品牌排行光纖傳感器的設計和制造需要精密的光纖技術和光學元件,因此成本較高。
低成本光纖光柵應變計的開發(fā)1)采用彈簧鋼取代原有的鐵鎳合金材質,且更改原有的懸臂梁結構部件,通過一體化設計,結構緊湊穩(wěn)定性更強,可以隔絕外界的干擾、污染以及腐蝕,同時懸臂彈性梁高相應頻率配合適宜的質量塊,保證傳感器具有較好的精度;2)通過在傳感器腔體密封并填充硅油阻尼纖芯,濾除雜亂波動,防腐防污防老化3)通過拉線方式實現(xiàn)任意方向拉伸,使安裝和使用更加靈活方便,適應性強;4)通過內部配以同軸大小變速輪可實現(xiàn)超大量程,同時增設緩沖彈簧,增大量程的同時避免直接沖擊脆弱的裸光纖
光導纖維(簡稱光纖)是20世紀70年代發(fā)展起來的一種新興的光電子技術材料。光纖的初始研究是為了通信,它用于傳感器始于1977年。光纖傳感器具有靈敏度高、電絕緣性能好、抗電磁干擾、光路可彎曲、便于實現(xiàn)遙測、耐腐蝕耐高溫、體積小、質量輕等優(yōu)點,可較廣用于位移、速度、加速度、壓力、漏寓、液位、流量、水聲、電流、磁場、放射性射線等物理量的測量,在制造業(yè)、航天、航空、航海和其他科學技術研究中有著較廣的應用。其發(fā)展極為迅速,到目前為止,已相繼研制出數(shù)十種不同類型的光纖傳感器。塔架結構安全監(jiān)測系統(tǒng)可以對塔架的應變、溫度、振動、傾斜、沉降等參數(shù)進行實時監(jiān)測。
光纖光柵傳感器是一種基于光纖光柵(FBG)的光學傳感器,它的主要優(yōu)點包括高靈敏度、高抗干擾性、高安全性、長距離傳輸?shù)龋虼嗽谠S多行業(yè)中得到了應用。光纖光柵傳感器的基本原理光纖光柵是一種在光纖上刻寫的光柵,通過在光纖芯層上形成周期性的折射率變化,從而對通過的光線產生布拉格散射。當光纖光柵受到應變或溫度變化時,其周期性折射率變化會受到影響,從而導致光柵的諧振波長發(fā)生改變。通過對諧振波長的測量,可以精確地測量應變和溫度的變化。光纖光柵式鋼筋測力計適用于監(jiān)測大壩、橋梁、廠房基礎、樁基、隧洞襯砌等結構的鋼筋應力。云南LVDT傳感器生產企業(yè)
這類傳感器能在惡劣環(huán)境中進行長期、穩(wěn)定的工作,不受電磁干擾的影響。振弦式傳感器方案
全光纖輕量化橋梁結構健康監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)的特色在于:(1)1臺光纖光柵解調儀采用光纖光柵傳感器監(jiān)測覆蓋橋梁結構健康監(jiān)測系統(tǒng)所監(jiān)測的全部參量,包括:應變、振動、撓度、溫濕度、位移、傾斜、索力、轉角、裂縫等監(jiān)測物理量,取代傳統(tǒng)的采用電子式或振弦式的方式,每監(jiān)測單個物理量就需要1套子系統(tǒng),整個工作界面清晰,運維簡單;(2)全光纖輕量化橋梁結構健康監(jiān)測系統(tǒng)前端傳感器采用光纖傳感器,無源、可靠、壽命長,避免傳統(tǒng)的電子式或振弦式往往運行幾年后,進入癱瘓狀態(tài);(3)成本低,改變以往單座橋梁采用光纖光柵技術往往需要幾十萬元的造價費用,前端采集承辦控制在10萬以下,滿足橋梁輕量化監(jiān)測的需求;(4)無錫智泰柯云傳感科技有限公司區(qū)別于行業(yè)內的其他公司,公司涵蓋光學、電子學、結構力學、橋梁學、大數(shù)據(jù)、云計算等各個領域的人才,對橋梁結構健康監(jiān)測系統(tǒng)進行完整的開發(fā)、應用。振弦式傳感器方案