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基于弯曲伸张结构的光纤光栅传感研究
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:Acta Physica Sinica
  • 时间:2012
  • 页码:242-248
  • 分类:TP212.14[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]西北大学物理系,西安710069
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:60727004,61077060)和国家高技术研究发展计划(批准号:2007AA032413,2009AA062203)资助的课题.
  • 相关项目:超高温高压光纤光栅传感器结构封装及偶联材料研究
中文摘要:

以民用工程结构如桥梁、大坝、高层建筑的健康检测为背景,采用光纤光栅传感器实现对结构性能的实时监测和诊断,及时发现结构的损伤以评估结构的安全性.提出了一种可用于光纤光栅传感的新型弯曲伸张弹性敏感结构,可实现对压力、应变以及加速度的准确测量.对该结构弯梁腹部处的应变进行了理论分析和实验验证,结果表明弯梁腹部处各点的应变与该弯曲伸张结构在竖直方向上所受压力、应变以及加速度大小成线性关系.其最大的优点是同样灵敏度下体积小,在井下等横向尺寸受限、又要测量纵向加速度的情况下,梁式传感结构很可能无法使用,该新型弯曲伸张型弹性敏感结构可作为弹性元件用于光纤光栅压力、应变、称重以及加速度传感器的设计.

英文摘要:

Based on the structure health monitoring of civil engineering structure such as bridges, dams, high-rise building, the fiber Bragg grating sensor is used to achieve the real-time monitoring and diagnosis of structural performance, in order to discovery the damage and to evaluate the safety of structure. Fiber-optical grating sensing based on flextensional member is proposed. The measuring of pressure, strain and acceleration can be realized. The strain of camber beam belly is analysed theoretically and verified experimentally. The strain of the camber beam belly is proportional to the pressure and acceleration in the vertical direction. Its biggest advantage is small size under the same sensitivity. The transverse dimensions is limited in well and the longitudinal acceleration needs to be measured, so beam based sensor structure are not likely to be used. Under the condition of measuring longitudinal acceleration sensor structure, beam pumping are not likely to be used. This new type of flextensional member elastic sensitive structure can serve as elastic element for the design of fiber bragg grating strain, weighing and pressure, and acceleration sensor.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876