表面式FBG应变传感器及其在高速公路桥梁工程中的应用
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郭永兴(1986-),男,河南汝南人,博士研究 生,主要从事光纤传感技术及其工程应用方面的研究.

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国家高技术研究发展“863”计划(2012AA041203)资助项目 (1.武汉理工大学 光纤传感技术国家工程实验室,湖北 武汉 430070; 2.武汉理工大学 光纤传感技术与信息处理教育部重点实验室,湖北 武汉 430070)


A novel surface-mounted FBG strain sensor and its application in highway bridge engineering
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    摘要:

    报道一种表面安装式光纤布喇格光栅(FBG)应变传 感器及其在高速公路高架桥的车辆载荷压力试验中 的应用。提出了一种具备应变放大能力且可调节的不锈钢封装的应变感测弹性结构,布设有 FBG的弹 性圆筒结构位于传感器中间部分,其横截面积小于传感器其他部分,传感器的应变测量放大 系数可通过改 变圆筒结构的长度和横截面积来调节。将24个经过测试标定 后的应变传感器和6个FBG温度补偿传感器安装在甬台温高速吊水沿大桥箱梁底部, 并对大桥实施一 系列车辆载荷作用下的静态和动态试验,传感器表现出了良好的测量能力,3种静态载荷工 况下的桥梁底部应变大小以及3种动态载荷工况下的应变变化情况被清晰地展现出来,理论 分析与实验结果一致。

    Abstract:

    This paper describes the structural design,performance test and appli cation of a surface-mounted FBG strain sensor for the load test of a highway bridge.A stainless steel packaged elastic structure with the capacity of strain sensitization and adjustment is proposed.An FBG is mounted in the cylinder located in the center section of the sensor.The cross sectional area of the center cylinder is smalle r than that of other parts of the sensor.The magnification factor of strain measurement could be adjusted by changing the len gth and cross sectional area of the center cylinder,which is the basic principle of the sensitization.A refere nce test method is also designed for the calibration of the strain sensor.The strain measurement test results are consi stent with the theoretical calculation. After each calibration test,24FBG strain sensors and 6FBG tempera ture compensation sensors are installed on the undersurface of box girder of Dia o shui yan bridge in Yongtaiwen highway.The strain sensors demonstrate excellent measurement capability in a series of load tests.S train responses of the strain sensors under three static working conditions and three dynamic working conditions are o btained effectively and plotted clearly,which demonstrate a more extensive appli cation promising.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

郭永兴,张东生,周祖德,李立彤,朱方东.表面式FBG应变传感器及其在高速公路桥梁工程中的应用[J].光电子激光,2014,(3):435~441

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  • 收稿日期:2013-08-30
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