光纤传感器用于检测和监测裂缝混凝构.doc

光纤传感器用于检测和监测裂缝混凝构

混凝土结构裂缝的形成和传播反映了衰老和病理变化,并可能导致问题,如渗漏和长期耐久性。裂缝检测和监测因此,一种有效的方式来评价结构的健康状况。在这样的任务中的一个重要的挑战是,在混凝土结构中的裂缝的位置和方向很难预测,由于材料的不均匀性和复杂性。的数量所需要的传统的电电磁传感器,以涵盖所有可能的裂缝可能是太大,无法实际监控计划。在本文中,光纤传感器与分布式基于光时域反射裂纹感知能力提出并传感原理被引入。进行实验,以获得在不同的光功率损耗与裂纹张开纤维的倾斜角度,然后一个模型来量化。最后,做一个实验以证明实际应用中的传感器。试验结果表明,与所述传感器的检测和监控破解不需要先验知识的裂纹的位置和方向。
光纤传感器,裂缝,混凝土
1前言
混凝土是一种不同的多相复合材料,其中由水泥,粗,细骨料的混合物,水,空气和化学外加剂。的性能具体是非常复杂的。在一般情况下,可能会发生开裂恶劣环境下连续曝光和在业务承载。开裂是一个迹象,衰老和病理具体的变化,这是非常有害的具体结构。裂缝可以破坏的完整性和抗渗并降低抵抗各种腐蚀防锈剂会影响长期耐久性的混凝土构件[1]。如果这种裂缝未被发现,它们可能会导致结构故障。因此,有必要混凝土结构裂缝的检测和监控。至目前为止,大量的非破坏性检测技术已经提出了裂缝的检测和监控混凝土结构。这些措施包括:超声波法[2],声发射[3],冲击回波[4],红外热像[5],探地雷达[6],云纹干涉全息干涉[7],[8],斑点干涉[9]。但是,每个方法有不同的缺点,并提出自己的适用性和限制[10]。所有这些技术是否只能告诉裂纹存在与否,但不能提供信息破解开耐久性的考虑,这是非常重要的。此外,他们没有能力real3046连续包腾飞,等。中国科学技术科学十一月(2010)40卷第11号时间遥感。这些限制限制这些技术的广泛使用。
近年来,使用光纤传感器的结构吸引了相当土木结构健康监测关注。这些传感器是优于其他常规的电场和电磁同行(如应变计),由于其重量轻,抗外部电磁场,耐腐蚀性强,和连续实时遥感能力。各种光纤裂缝传感器已被开发,但大部分都是在他们的应用程序的限制。罗西和LeMaou [11]嵌入了一系列的裸光纤(防护涂料嵌入前被拆除。)混凝土梁裂缝检测。作为在混凝土中的裂纹相交的纤维,纤维会断裂,从而导致的透射光信号完全消失。该传感器可以只告诉一个裂缝的存在下,在一的位置。然而,经过纤维断裂,以及其他裂缝形成沿纤维在其他地方不能透露。安萨里Navalurka [12]开发了一种基于强度光纤传感器,用于监测裂纹的开口。该传感器是一个圆形环的光纤周围的裂纹,从而进一步弯曲和原因额外的光功率损失破解
打开。的传感器的校准关系,可以推断裂缝开口。该传感器是强大的测量裂纹的开口部,但需要预先的认识裂纹的位置,不能预测的混凝土由于材料的不均匀性。另外,裂纹监测应该是小的,由于传感器回路体积小。旷等人。[13]制作了塑料光纤裂缝传感器(POF)。 A段的POF截面轮廓是第一超过一预定长度7厘米为比例模型中删除标本和30厘米为满量程标本)作为传感长度(标距长度)。传感器,然后粘在混凝土表面上。一旦打开一条缝,一个突然的下降,对POF在裂纹的弯曲半径将导致显着增加中的光强度的衰减率。该传感器可以检测裂纹萌生,但既不能区分一