一種高速高精度光纖傳感技術(shù)在橋梁監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用.pdf

1、目前，我國的公共交通事業(yè)取得了飛速發(fā)展。同時(shí)也存在許多有待于解決的問題，如交通擁堵、設(shè)施質(zhì)量和智能化監(jiān)測(cè)等。橋梁設(shè)施作為交通樞紐的重要部分，由于其長期處在重負(fù)荷運(yùn)載和惡劣環(huán)境中，極易引發(fā)交通事故。因而，其健康監(jiān)測(cè)越來越受到人們的重視。
　　 在美國，2007年在明尼蘇達(dá)州明尼阿波利市附近的一座重要交通樞紐橋梁出現(xiàn)了坍塌現(xiàn)象，事故導(dǎo)致13人喪生。如果能采用光纖傳感器技術(shù)提前對(duì)大橋進(jìn)行監(jiān)測(cè)，那么就會(huì)避免這一悲劇的發(fā)生。
　　

2、 本課題一種高速高精度光纖傳感技術(shù)在橋梁監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用，充分運(yùn)用了光纖傳感技術(shù)、電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。成功地改進(jìn)了一種ADC高速高精度電路，解決了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的精度問題;又把馬赫-曾德爾干涉儀技術(shù)用于光纖中數(shù)據(jù)的傳輸和接收實(shí)驗(yàn)，大大提高了系統(tǒng)的速率;最后應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)把以上技術(shù)相結(jié)合，設(shè)計(jì)出了一套完整的光纖傳感監(jiān)測(cè)橋梁健康狀況的方案。
　　 理論方面介紹了光纖傳感器的原理和光纖傳感技術(shù)的特征，主要解決了Pipelin

3、edADCs電路的前置采樣保持端的電路改進(jìn)。原則上精度可以從10bit提高到13bit，而采樣頻率提高到100MHz。通過改進(jìn)自舉開關(guān)電路，套筒式增益，開關(guān)電容反饋電路，從理論上實(shí)現(xiàn)這一課題。
　　 在實(shí)踐上，敘述了橋梁健康監(jiān)測(cè)工程的背景和實(shí)際意義。接著講述了整套系統(tǒng)的組成:傳感器子系統(tǒng)，主要應(yīng)用光纖光柵傳感器，采用分布式或準(zhǔn)分布式結(jié)構(gòu)，通過光纖復(fù)用技術(shù)進(jìn)入到下一級(jí)電路中;數(shù)據(jù)采集傳輸子系統(tǒng)，主要依賴于光纖性能的傳輸，采用服務(wù)器

4、對(duì)光纖采集的信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)或進(jìn)行信號(hào)處理;數(shù)據(jù)分析與評(píng)價(jià)系統(tǒng)，對(duì)上級(jí)服務(wù)器上傳來的數(shù)據(jù)進(jìn)行信號(hào)處理，按照規(guī)范得出結(jié)論。在數(shù)據(jù)分析的過程中，成功地應(yīng)用了軟件技術(shù)和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，來判斷出大橋的健康狀況，并且可以通過因特網(wǎng)把結(jié)果實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸。最后介紹了橋梁傳感器的施工情況，按照橋梁的結(jié)構(gòu)合理布局傳感器，并且結(jié)合實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行了案例分析。
　　 在應(yīng)用前景方面，國內(nèi)外都比較重視道路基礎(chǔ)性建設(shè)，尤其是安全問題。本課題的應(yīng)用研究，也結(jié)合了