偏芯熔接型光纖傳感器在路基沉降監(jiān)測中的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著高速、重載鐵路的建設(shè)，對于我國傳統(tǒng)鐵路路況的監(jiān)測提出了新的挑戰(zhàn)，特別是對路基和軌道沉降變形的要求顯著提高。路基沉降是道路線路監(jiān)測中的一個(gè)不可或缺的參數(shù)，直接關(guān)系到道路運(yùn)輸?shù)陌踩暗缆返氖褂脡勖Ｒ虼宋覀冃枰ㄟ^長期監(jiān)測及評估道路路基的沉降與變形，及時(shí)發(fā)現(xiàn)道路中存在的隱患，保證道路安全的正常使用。本文提出了首次將基于偏芯熔接光纖傳感技術(shù)來對道路路基的健康狀況進(jìn)行研究。
　　文中首先在理論上分析了基于普通單模光纖偏芯熔接結(jié)構(gòu)的光纖

2、傳感器，并對其傳感特性進(jìn)行了分析。并結(jié)合實(shí)驗(yàn)條件，對該類型的光纖傳感器的彎曲響應(yīng)特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析，得到了其彎曲響應(yīng)特性。實(shí)驗(yàn)證明，該類型傳感器具有非常靈敏的彎曲響應(yīng)特性，對于長度為55.6mm的傳感器而言，其彎曲靈敏度可達(dá)-6.9nm/m-1。同時(shí)，為了分析傳感器長度對傳感器彎曲響應(yīng)靈敏度的影響，我們又制作了兩個(gè)不同長度的傳感器，并在相同的實(shí)驗(yàn)條件下對其彎曲響應(yīng)特性進(jìn)行了研究，得到了長度與傳感器靈敏度的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯現(xiàn)，對于長度分別

3、為43.4mm和16.0mm的傳感器，其彎曲靈敏度分別為-2.6nm/m-1和-1.8nm/m-1。此外考慮到傳感器應(yīng)用在野外條件下，環(huán)境溫度會(huì)在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，我們對傳感器的溫度響應(yīng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，得到了其溫度響應(yīng)特性，同時(shí)分析了傳感器的溫度-曲率交叉敏感特性。對于長度為55.6mm的傳感器，其溫度響應(yīng)系數(shù)為0.073nm/℃，對應(yīng)的曲率-溫度交叉敏感度為0.0105m-1/℃。在上述實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，又對傳感器的振動(dòng)響應(yīng)特性進(jìn)行了分析，并對光