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光纤光栅传感器及其在桥梁结构健康监测中的应用姓名：朱少波学号：U201115536班级：电气中英1101班2015年1月23日星期五摘要：作为20世纪测试领域的重大发明，光纤光栅传感技术得到了快速发展，并已经成为诸多领域的前沿研究与应用方向。
本文主要介绍了相关产业化企业近年来基于光纤光栅感知元件发展起来的系列传感器、部品、重大土木工程结构健康监测的应用以及项目研究与产业化状况。
主要包括：光纤光栅系列直接传感器、光纤光栅间接传感器、光纤光栅传感部品（结构）与结构健康监测的光纤光栅传感网络与集成系统及其在大型桥梁结构健康监测中的应用。
最后，介绍了课题组与相关企业在该方向的项目研究、国际合作与产业化情况，并指出该方向的主要研究与应用方向。
关键词：光纤光栅传感器，桥梁结构，健康监测1.引言重大桥梁工程结构的使用期长达几十年、甚至上百年，环境侵蚀、材料老化和荷载的长期效应、疲劳效应与突变效应等灾害因素的耦合作用将不可避免地导致结构和系统的损伤积累和抗力衰减，从而抵抗自然灾害、甚至正常环境作用的能力下降，极端情况下引发灾难性的突发事故。
因此，为了保障结构的安全性、完整性、适用性与耐久性，对重大桥梁工程结构增设长期的健康监测系统，以监测结构的服役安全状况，并为验证结构设计、施工控制以及研究结构服役期间的损伤演化规律提供有效的、直接的手段，并实时监测其服役期间的安全状况、避免重大事故的发生。
结构健康监测已经成为世界范围内重大桥梁结构工程的前沿研究方向。
然而，重大桥梁工程结构和基础设施体积大、跨度长、分布面积大，使用期限长，传统的电学量传感设备组成的长期监测系统性能稳定性、耐久性和分布范围都不能很好地满足实际工程需要。
随着智能感知材料的发展,高性能传感器及其测试技术为结构智能健康监测系统的研究与发展提供了崭新的途径，尤其是以光纤光栅为代表的光纤传感元件的出现与发展，更为这一热点课题提供了广阔的生机。
光纤通信技术和光纤传感技术在20世纪后半叶至21世纪初期的几十年里日新月异，极大地推动了人类社会的进步。
光纤光栅传感技术在结构健康监测中的应用共3篇光纤光栅传感技术在结构健康监测中的应用1光纤光栅传感技术在结构健康监测中的应用结构健康监测是近年来一项热门的研究领域，它能够帮助工程师和科学家更好地了解结构存在的问题，并且采取相应的措施进行解决，从而提高建筑物或其他结构的可靠性、安全性和耐久性。
传统结构健康监测技术主要包括振动测量、应变测量、压力测量等方法，但这些方法都存在很多局限性，如传感器数量有限、测量精度不高、无法胜任复杂的监测任务等。
因此，越来越多的研究人员开始使用光纤光栅传感技术来进行结构健康监测。
光纤光栅传感技术是一种基于光学原理的测量技术，通过在光纤中引入光栅结构，能够实现对光的特性进行测量。
具体来说，当光线经过光纤中的光栅时，会发生反射、干涉等现象，这些现象会影响光的传递和反射，从而可以获得有关光纤本身或其周围环境的各种信息。
例如，可以通过测量光的强度、相位等参数，来获取结构的应变、振动、温度、湿度等信息，从而实现对结构健康状态的监测。
与传统传感器相比，光纤光栅传感技术具有很多优势。
首先，其测量范围很大，可以实现长距离的监测；其次，其测量精度很高，达到亚毫微米或亚角度级别；第三，其传感器体积小、重量轻、使用寿命长，便于安装和维护；第四，其可同时测量多个参数，能胜任较为复杂的监测任务。
因此，光纤光栅传感技术在结构健康监测中有很大的应用前景。
目前，光纤光栅传感技术在结构健康监测领域已经被广泛应用。
例如，在桥梁监测领域，可以使用光纤光栅传感技术实现对桥梁的应变、位移、振动等参数的监测；在地铁隧道监测领域，可以使用光纤光栅传感技术实现对隧道内部的温度、湿度等参数的监测；在水坝、风电塔等大型工程的监测领域，也可以使用光纤光栅传感技术实现对结构健康状态的实时监测。
总之，光纤光栅传感技术是一种高精度、高效率的结构健康监测技术，其优点明显，应用前景广泛。
随着技术的不断进步和发展，相信光纤光栅传感技术在结构健康监测领域将会得到更广泛的应用和推广结论：光纤光栅传感技术是一种非常有前途的结构健康监测技术，其应用范围广泛，精度高效率高，可以实现长期实时监测，为工程及设施的安全运行提供了保障。
光纤光栅传感技术在桥梁结构内部应变检测中的应用目录一、内容概览．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21.研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22.国内外研究现状及发展趋势．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3二、光纤光栅传感技术概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41.光纤光栅传感技术基本原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42.光纤光栅传感器类型及应用特点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53.光纤光栅传感技术优势分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6三、桥梁结构内部应变检测需求分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．71.桥梁结构特点及安全性能要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．82.内部应变检测的重要性与挑战．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．93.桥梁结构内部应变检测关键参数．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10四、光纤光栅传感技术在桥梁应变检测中的应用．．．．．．．．．．．．．．．．121.桥梁结构应变监测点的布设．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．122.光纤光栅传感器的安装与集成技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．143.应变数据的采集、传输与处理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15五、光纤光栅传感技术在桥梁应变检测中的实践案例分析．．．．．．．．161.案例一．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．182.案例二．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．193.实践案例分析总结与经验分享．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20六、光纤光栅传感技术在桥梁应变检测中的挑战与对策．．．．．．．．．．211.技术挑战及问题剖析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．222.对策与建议．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．233.未来研究方向与展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25七、结论与展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．261.研究成果总结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．272.桥梁应变检测中光纤光栅传感技术的推广应用前景．．．．．．．．．．．27一、内容概览本文档主要探讨光纤光栅传感技术在桥梁结构内部应变检测中的应用。
