FBG für Bauwesen

Die Strukturüberwachung im Tiefbau ist das aktivste Feld der Fasergittersensoren. Für Brücken, Bergwerke, Tunnel, Dämme, Gebäude usw. können durch Messung der Dehnungsverteilung der oben genannten Strukturen die lokalen Belastungen und Bedingungen der Strukturen vorhergesagt werden, was für Wartung und Zustandsüberwachung geeignet ist. Fasergittersensoren können an der Oberfläche der Struktur angebracht oder im Voraus in die Struktur eingebettet werden, um Schlagerkennung, Formkontrolle und Schwingungsdämpfungserkennung auf der Struktur gleichzeitig durchzuführen und auch die Defekte der Struktur zu überwachen. Darüber hinaus können mehrere Fasergittersensoren in Reihe geschaltet werden, um ein Sensornetzwerk zu bilden, um quasi-verteilte Erkennung der Struktur durchzuführen und das Sensorsignal über einen Computer fernsteuern zu können.

Eine der Gebäudestrukturen, die Fasergittersensoren erkennen können, sind Brücken. In der Anwendung wird eine Gruppe von Fasergittern auf die Oberfläche der Brückenverbundrippen geklebt, oder eine kleine Nut wird auf der Oberfläche des Balkens geöffnet, so dass der nackte Kern des Gitters in die Nut eingebettet ist (zum Schutz). Wenn ein vollständigerer Schutz erforderlich ist, ist es am besten, das Gitter beim Brückenbau in die Verbundrippen einzubetten. Gleichzeitig kann zur Korrektur der durch den Temperatureffekt verursachten Belastung ein Sensorarm mit separater Spannung und Temperatur verwendet werden, und diese beiden Arme können an jedem Strahl installiert werden.

Zwei Fasergitter mit der gleichen zentralen Wellenlänge ersetzen den Spiegel des Fabry-Perot-Interferometers und bilden ein Fabry-Perot-Interferometer (FFPI), das eine geringe Kohärenz nutzt, um das Störphasenrausch zu minimieren. Eine Methode realisiert hochempfindliche dynamische Dehnungsmessung. Verwenden Sie FFPI, um die anderen beiden FBGs zu kombinieren. Eines der Gitter dient der Dehnungsmessung und das andere wird (vor Spannung) geschützt, um den Temperatureffekt zu messen und zu korrigieren. Zur gleichen Zeit, die Messung von drei Größen: Temperatur, statische Dehnung, sofortige dynamische Dehnung. Diese Methode kombiniert die Kohärenz des Interferometers mit den Vorteilen des Faser-Bragg-Gittersensors. Im Messbereich von 5μ erreicht es eine statische Dehnungsmessgenauigkeit von weniger als 1µε, eine Temperaturempfindlichkeit von 0,1°C und eine dynamische Dehnungsempfindlichkeit von weniger als 1nε/(Hz)1/2.