基于桥梁结构应变监测的双锥形聚合物光纤传感机理及性能优化研究

基本信息
批准号:51508460
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.00
负责人:罗冬
学科分类:
依托单位:西安交通大学
批准年份:2015
结题年份:2018
起止时间:2016-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:Dr. Zubaidah Binti Ismail,张玲玲,朱苗淼,尚世力,佘飞,康亚乐
关键词:
光强度调制桥梁结构低成本应变监测双锥形聚合物光纤传感器
结项摘要

More than 99% of the bridges in China don’t have real-time monitoring system. Low cost and high performance strain sensing system is the urgently for the implementation of bridge structure health monitoring. The appropriate strain sensor can effectively reduce the cost of monitoring system. In this project we have proposed an optical fiber strain sensor design based on low cost optical intensity modulation integration system combined with the biconical tapered polymer optical fiber strain sensor and study the sensing mechanism and performance optimization. From the waveguide theory, we have using multidisciplinary knowledge, such as material science, mechanics of elasticity, and signal processing to study the sensing properties, and strain transfer rule based on theoretical analysis, numerical simulation and experimental validation. Finally, we will try our best to explore a new theory, which can improve the strain sensitivity of the sensor. Present a new method to solve the cross sensitivity problem between the strain and temperature of the sensor. And seek a new way to optimize the transmission effect by the strain sensor adhering on the surface. The present application aims to provide theoretical and experimental guidance for the design and development the biconical tapered fiber sensor with higher properties, to enhance the bridge structure health monitoring technique development progress.

我国99%以上的桥梁处于实时监测系统的盲区,低成本、高性能的应变传感系统是桥梁结构实施全面健康监测的迫切需要,合适的应变传感器类型可以有效降低监测系统成本。本项目提出一种低成本的光强度调制型双锥形聚合物光纤应变传感器,对其传感机理及性能优化研究进行深入探讨。从几何光学波导理论出发,结合弹性力学、材料学、信号处理等多学科知识,对传感器传感特性及应变传递规律进行理论分析、数值模拟和实验验证。探索提高传感器应变灵敏度优化设计的新方法、提出解决传感器应变与温度交叉敏感问题的新思路、研究传感器应变传递规律。为研发具有自主知识产权的高灵敏度、高稳定、高可靠的双锥形聚合物光纤应变传感器提供理论依据和技术支撑。对推动桥梁结构应变监测技术的进步,促进土木工程结构健康监测发展具有重要意义。

项目摘要

我国99%以上的桥梁处于实时监测系统的盲区,低成本、高性能的应变传感系统是桥梁结构实施全面健康监测的迫切需要,合适的应变传感器类型可以有效降低监测系统成本。本项目提出了一种具有自主知识产权的,低成本,高灵敏度、高稳定、高可靠的光强度调制型双锥形聚合物光纤应变传感器,对其传感机理及性能优化研究进行了深入的探讨。从几何光学波导理论出发,结合弹性力学、材料学、信号处理等多学科知识,对传感器的传感特性及应变传递规律进行了理论分析、数值模拟和实验验证。探索了提高传感器应变灵敏度优化设计的新方法、提出了解决传感器应变与温度交叉敏感问题的新思路、研究了传感器应变传递规律。对推动桥梁结构应变监测技术的进步,促进土木工程结构健康监测发展具有重要意义。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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