第三节光纤传感器的应用 ˉ典型应用:机敏材料和机敏绻枸 在线检测建筑混凝士结构内部应力变化 如:桥梁、水坝、核电站、高层建筑、髙 速公路等 埋入式光纤传感器 干涉型:敏度高;结枸复杂 偏振光型:灵敏度低;结枸简单
第三节 光纤传感器的应用 ◼ 典型应用：机敏材料和机敏结构 在线检测建筑混凝土结构内部应力变化。 如：桥梁、水坝、核电站、高层建筑、高 速公路等。 一、埋入式光纤传感器 干涉型： 灵敏度高；结构复杂。 偏振光型：灵敏度低；结构简单
干涉型:相位调制原理见第二节 由446式,只考虑受力长度变化: △=β△L=2TnL/A(4-50) 测量臂与參考臂之差L一标距。 洲量臂与参考臂之间的相位差反应受力变化。 主体材料 000测量臂 耦合端面 测量臂 分路 连接 参考臂 参考臂 图421干涉型埋入式光纤传感器 a)光纤传感器原理结构b)光纤传感头
干涉型：相位调制原理见第二节 ◼ 由4-46式，只考虑受力长度变化： △φ≈β △L=2πnLε/ λ (4-50) 测量臂与参考臂之差L—标距。 测量臂与参考臂之间的相位差反应受力变化
偏振光型传感器: 主体材料 图422偏振型埋入式光纤传感器 光源S1L1平行光一P1平行偏振光O1→ PIN1PN2检偏P2平行偏振光O2←
偏振光型传感器： 光源S1 L1平行光 P1平行偏振光 O1 PIN1 PIN2 检偏P2 平行偏振光 O2
■若偏振光偏转了θ角,则射到PIN2的光强 为 l2=1cos6(4-51) 上折射率光纤受应力ε时,偏振光相位的变 △q=L△β+阝△L(4-52) 光纤弹性模量E1,主体弹性模量E2,则光纤 所测应力E1与主体材料实际内应力E0的关 系 E0=12E1E1+E2)(4-53)
◼ 若偏振光偏转了θ 角，则射到PIN2的光强 为： I2=I1cosθ (4-51) 上折射率光纤受应力ε 时，偏振光相位的变 化： △φ=L △ β+ β△L （4-52） 光纤弹性模量E1,主体弹性模量E2，则光纤 所测应力ε1与主体材料实际内应力ε0的关 系： ε0= ε1 2E1/(E1+E2) (4-53)
二、传感器的安装 ■根据主体材料的不同,选择安装方式 对钢筋混凝土主体材料,主要有种舆型 的埋入方法。 1)金属导管安装法 光纤 光纤 H i: c]EEf i a i1 金属套管 图43两种典型的埋入方法 a)导管抽出b)导管置入
二、传感器的安装 ◼ 根据主体材料的不同，选择安装方式。 对钢筋混凝土主体材料，主要有两种典型 的埋入方法。 1）金属导管安装法