基于光纤传感技术的结构监测与健康评估

铁路桥梁结构健康监测技术

铁路桥梁是铁路交通的骨架，是保障列车行驶安全、运输顺畅的重要设施。然而，由于桥梁长期承受运输荷载和自然风化等因素，桥梁的安全性和稳定性随时都可能受到威胁。因此，铁路桥梁的健康监测技术显得尤为重要。本文将从铁路桥梁健康监测的优势、常见监测技术以及未来发展趋势三个方面进行探讨。

一、铁路桥梁健康监测的优势

铁路桥梁健康监测技术以其高效、准确、及时等优点成为了现代桥梁管理的重要手段。它能够及时、准确地发现桥梁结构存在的缺陷，保证铁路桥梁的安全运营。下面我们来了解一下常见的监测技术。

二、常见监测技术

1. 振动测试技术

振动测试技术是通过采集桥梁的振动数据，分析桥梁结构受力状态和判断桥梁结构的状态，从而判断桥梁结构健康状况。振动测试技术主要有响应谱分析和损伤诊断两种。

2. 光纤光栅传感监测技术

光纤光栅传感监测技术采用光纤作为传感器，通过测量光纤的反射特性来获取桥梁的实时数据，可以从多个方向同时监测桥梁多个关键部位的变形和应力情况。

3. 微波探伤技术 微波探伤技术采用微波进行探测，对桥梁结构进行非接触式无损检测，可以检测桥梁结构中的裂纹、腐蚀等缺陷，是桥梁结构检测中的重要手段。

三、未来发展趋势

随着人工智能、大数据等技术的逐渐发展，这些技术已广泛应用于桥梁监测领域。未来的发展趋势将集成多种技术手段，建立统一、完善的桥梁健康监测体系，实时获取桥梁的实时数据，提高监测的精度和准确性。

四、结论

铁路桥梁健康监测技术在铁路交通的安全保障中起着重要的作用。在未来的发展过程中，需要进一步整合、完善相关技术，从而建立起全面、准确监测桥梁健康状态的体系，通过数据分析，为桥梁维护、管理提供决策支持。

光纤传感混凝土结构监测技术规程

光纤传感混凝土结构监测技术规程

近年来，随着城市化进程的加快和人们对建筑结构安全性的要求不断提高，结构监测技术成为了重要的领域。而在各种监测技术中，光纤传感混凝土结构监测技术凭借其高精度、实时性和无损性等优势，成为了广泛应用的一种技术手段。本文将会深入探讨光纤传感混凝土结构监测技术的原理、应用和规程。

一、光纤传感混凝土结构监测技术的原理

光纤传感混凝土结构监测技术基于光纤传感原理，通过将光纤传感器嵌入混凝土结构中，实时监测和记录结构变形、温度、应力等参数的变化情况。其中，最常见的光纤传感器类型包括光纤布拉格光栅传感器和光纤弯曲传感器。

1. 光纤布拉格光栅传感器原理

光纤布拉格光栅传感器是利用布拉格光栅的光纤传感器。当光线通过布拉格光栅时，会发生回波现象，形成特殊的反射谱。由于受到混凝土应力的影响，光纤布拉格光栅传感器的反射谱会发生偏移，通过对反射谱的分析，可以得到混凝土结构的应力变化情况。

2. 光纤弯曲传感器原理

光纤弯曲传感器基于光纤的弯曲变形原理。当光纤发生弯曲时，内部的传输光会发生弯曲损耗，通过测量这种损耗的变化，可以得到混凝土结构的变形情况。光纤弯曲传感器在监测混凝土结构的裂缝、变位等变形情况时具有很高的精度和可靠性。

二、光纤传感混凝土结构监测技术的应用

光纤传感混凝土结构监测技术广泛应用于各类建筑物和工程项目中，以实时监测和评估结构的安全性和稳定性。以下是该技术的主要应用场景：

1. 桥梁监测

桥梁是城市交通的重要组成部分，对桥梁的结构安全性要求极高。通过在桥梁结构中布置光纤传感器，可以实时监测桥梁的应力、变形、温度等参数，及时发现结构问题，为桥梁的安全运行提供支持。

2. 隧道监测

隧道是城市交通和地下工程的重要部分，其结构安全性直接关系到人员和设备的安全。光纤传感混凝土结构监测技术可以用于隧道结构的变位、裂缝等监测，帮助工程人员及时了解结构状况并采取必要的维修措施。

光纤可穿戴传感器在人体健康监测领域发展研究综述

郑洁清;马林;范计锋

【期刊名称】《传感器技术与应用》

【年(卷),期】2024(12)2

【摘 要】随着健康意识和医疗服务水平的不断提高,可穿戴传感设备正在以极快的速度发展。特别是近年来,可穿戴技术与各种高科技设备融合的产品,极大地改善了世界各地人们的生活,减缓了人们的老化进程。随着高科技设备和可穿戴技术的结合,光纤传感器已成为可穿戴领域的一股新兴力量,对远程健康监测和医疗康复的发展产生了深远的影响。本文综述了可穿戴光纤传感器的类型,分析了它们的一些制造细节和优劣势,概述了可穿戴光纤传感器在人体健康监测中的实际应用,从呼吸和心率、运动感知以及人机交互应用方面进行了总结,最后对未来光学可穿戴设备的研究前景和新兴领域面临的挑战做出了展望。

【总页数】12页(P228-239)

【作 者】郑洁清;马林;范计锋

【作者单位】沈阳航空航天大学理学院 沈阳

【正文语种】中 文

【中图分类】TP2

【相关文献】

1.浅谈可穿戴设备在人体健康监测领域的应用与发展2.基于可穿戴传感器的人体活动识别研究综述3.柔性可穿戴应变传感器在人体运动监测中的应用研究4.人体健康监测用织物基智能可穿戴传感器研究进展5.混凝土光纤传感器结构健康监测研究综述

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光纤传感在飞机结构健康监测中的应用进展和展望

作者：王文娟 薛景锋 张梦杰

来源：《航空科学技术》2020年第07期

摘要：由于波分复用可实现多点测量特点，光纤传感被期望用于飞机结构的实时监测。飞机对重量（质量）极为敏感，光纤传感的应用可以极大程度上减少测量导线而达到减重的目的。同时，光纤传感还具有抗电磁干扰、耐高温、抗疲劳、抗环境腐蚀的显著优势。随着智能飞机结构的广泛应用，要求光纤传感更密集、更快、更小型。基于飞行测试和相关应用经验，本文对当前研究进展进行回顾，并对未来发展进行展望。

关键词：光纤传感；结构健康监测；飞机；应用；展望

中图分类号：V219文献标识码：ADOI：10.19452/j.issn1007-5453.2020.07.013

结构维修占飞机维修60%以上的时间，结构寿命也决定了飞机的寿命，而且结构损伤呈现分布式、偶发性和难监测的特点，因此结构健康监测成为飞机预测与健康管理的重要方面[1]。美国和欧盟持续发展了飞机结构健康监测技术，F-35飞机发展了预测与健康管理（PHM）系统，更引起国际上对于结构健康监测技术的关注和重视[2]。

飞机结构健康监测可以分为整机疲劳寿命监测和关键部位损伤监测两部分。整机疲劳寿命监测将载荷监控与疲劳寿命分析结合以实现疲劳寿命监控，掌握每一架飞机的实际使用情况，有利于控制剩余寿命，提高飞机在飞行中的安全性；关键结构损伤监测通过监测关键结构部位应力或损伤参数，与正常指标进行对比分析，从而判断出飞机重要结构的受损程度以及损伤的具体位置[3]。

结构状态主要通过应变、载荷和振动等信息反映。由于飛机的高机动性、结构复杂性以及环境严酷性，需进行多点状态监测，使用传统应变片的方法已很难满足需要，主要原因是引线多、增重多、寿命不能与机体同寿，亟须研究采用新的应变测量技术。光纤光栅（FBG）传感技术作为一种新兴的应变测量技术，具有结构灵巧、布线简洁、高效、长寿命、抗电磁干扰等诸多优点，在航空航天等尖端装备领域具有重大应用前景。为适应航空航天装备关键部位高精度测试、大型结构件上千点测试的特殊需求，使得高精度光纤光栅和弱反射分布式光纤光栅传感技术成为武器装备结构健康监测和状态管理的核心与关键。