發(fā)布時間：2016-12-23 21:30

  本文關鍵詞：光纖光柵位移傳感器及其在邊坡防護安全監(jiān)測系統(tǒng)中的應用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《武漢理工大學》 2012年

光纖光柵位移傳感器及其在邊坡防護安全監(jiān)測系統(tǒng)中的應用

張立佳  

【摘要】：目前,位移傳感技術的發(fā)展已經很成熟,因為位移量是相對容易檢測出的物理量。位移也是在邊坡安全監(jiān)測中的一個重要的物理量,邊坡安全監(jiān)測要求監(jiān)測的因素很多,包括邊坡變形、地下水動態(tài)和巖體風化速度等。邊坡的變形是邊坡破壞的一個顯著特征,因此針對邊坡位移監(jiān)測的研究有著重要意義。位移檢測技術的發(fā)展大致經歷了經典位移測量和半導體技術兩個階段,早期的位移測量是由人手工進行,后來發(fā)展到機械化、自動化檢測,進入二十世紀,位移測量發(fā)展為非電量電測方式,是位移監(jiān)測技術的一次深刻變革。隨著社會的發(fā)展,各種位移檢測的技術也愈發(fā)成熟,但隨著位移傳感器的應用場合越來越廣,對其自身性能也提出了更高的要求,傳統(tǒng)的位移傳感器因其自身的缺點,其應用的局限性也越來越突出。光纖光柵傳感技術是近年來發(fā)展起來的新型傳感技術。以光纖光柵為基礎的位移傳感器應用于邊坡位移檢測有很好的應用前景,光纖光柵具有體積小、靈敏度高、絕緣、抗電磁干擾能力強等獨特的優(yōu)點,適于在邊坡等較為惡劣的工程環(huán)境中應用。 利用光纖光柵的溫度和應變敏感特性,可以通過光纖光柵間接測量許多物理量。本文主要利用光纖Bragg光柵的應變測量原理,設計一種拉繩式光纖光柵位移傳感器,運用于邊坡安全監(jiān)測,詳細介紹了該位移傳感器的設計研究過程,在結構設計階段,運用Pro/ENGINEER Widefire三維建模軟件確定其基本結構,該傳感器為懸臂梁、楔形滑塊和彈簧組成的復合結構,并對三維實體模型裝配和分析,針對傳感器的關鍵部件進行了基于ANSYS的有限元分析,驗證了傳感器關鍵部件設計的可靠性。對傳感器性能進行了測試和溫度特性試驗,在標定試驗中以拉繩牽引移動滑塊,模擬實際應用環(huán)境,得到傳感器的傳感性能,并針對不足之處不斷改進,直至達到理想效果。并以懸臂梁結構為主體,設計了另一種簡單結構的光纖光柵位移傳感器,利用該傳感器,結合以巖層為主體的邊坡模型做了邊坡位移降雨模型試驗。實驗驗證了所設計的位移傳感器在邊坡模型應用的可靠性,并得到了有關邊坡位移的信息和破壞規(guī)律。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TH822
【目錄】：

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