耐腐蝕FBG傳感器設(shè)計(jì)與腐蝕監(jiān)測(cè)方法研究.pdf

1、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和診斷重大工程的結(jié)構(gòu)性能，及時(shí)發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的損傷部位，并評(píng)估其安全性，預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)的剩余壽命，對(duì)提高工程結(jié)構(gòu)的運(yùn)營(yíng)效率、保障人民生命財(cái)產(chǎn)的安全具有極其重要意義，也是土木工程學(xué)科發(fā)展的一個(gè)重要領(lǐng)域。而由于光纖光柵具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、體積小、耗能少，靈敏度和測(cè)量精度高，抗電磁干擾、電絕緣，測(cè)量對(duì)象廣泛，傳輸頻帶較寬，可靠性和穩(wěn)定性好以及準(zhǔn)分布式測(cè)量、便于成網(wǎng)，能夠?qū)崿F(xiàn)在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等優(yōu)點(diǎn)，所以被廣泛應(yīng)用到結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測(cè)當(dāng)中。
　　本文

2、介紹了光纖光柵的結(jié)構(gòu)和基本原理，以及幾種典型光纖光柵傳感器的封裝原理。在應(yīng)用這些傳感器的基礎(chǔ)上，首先針對(duì)不銹鋼管封裝的光纖光柵傳感器長(zhǎng)期處于惡劣的工作環(huán)境中將不可避免的遭受不同程度的腐蝕的問(wèn)題提出了新型耐腐蝕光纖光柵溫度傳感器和應(yīng)變傳感器，這種傳感器采用在傳感器外部增設(shè)耐腐蝕層來(lái)延長(zhǎng)其使用壽命，以利于更好的完成監(jiān)測(cè)工作；其次，針對(duì)埋地管道的腐蝕情況不能被直接觀察到，也不容易及時(shí)發(fā)現(xiàn)泄漏部位這一問(wèn)題提出了一種監(jiān)測(cè)管道腐蝕的新方法，這種監(jiān)測(cè)

3、方法是將封裝好的光纖光柵傳感器粘貼在管道外壁，通過(guò)監(jiān)測(cè)外壁環(huán)向變形來(lái)判斷管道腐蝕的情況和程度，通過(guò)理論值、模擬值和試驗(yàn)值三者的對(duì)比分析來(lái)說(shuō)明這種新方法是可行的，并且值得被應(yīng)用和推廣，為埋地管道的防災(zāi)減災(zāi)提供了一種對(duì)策；最后，針對(duì)鋼筋腐蝕后截面不斷減小直至銹斷，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效的問(wèn)題提出了一種在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)中鋼筋早期腐蝕的新方法，這種方法是在傳感器表面涂一定量的銹轉(zhuǎn)化涂料，鋼筋腐蝕后的產(chǎn)物與涂料反應(yīng)生成具有一定的厚度混合物質(zhì)，會(huì)對(duì)與鋼筋緊密

4、接觸的傳感器產(chǎn)生一定的擠壓力，根據(jù)擠壓力的大小間接判斷出鋼筋的腐蝕情況，可用于鋼筋腐蝕的早期監(jiān)測(cè)。
　　本文提出的新型耐腐蝕傳感器制作簡(jiǎn)單，性能可靠，易于加工制造，不會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，能夠延長(zhǎng)傳感器的使用壽命，并且適合于需要長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)溫度和應(yīng)變，但監(jiān)測(cè)環(huán)境又比較惡劣的部位；而監(jiān)測(cè)管道腐蝕的方法可以在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管道的應(yīng)變變化情況，以便人們及時(shí)發(fā)現(xiàn)管道上的薄弱部位，采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施，降低運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，提高管道的安全性和總體經(jīng)濟(jì)效益；最后提