基于分布式光纤传感的丁坝形变监测研究

介绍了丁坝的结构特点,针对丁坝在汛期容易产生坝基坍塌和崩岸等险情,采用分布式光纤传感技术,构建了基于瑞士Omnisens公司生产的DiTeSt光纤传感分析仪的丁坝形变监测系统;搭建了丁坝试验模型,并对丁坝试验模型进行了加载试验,对试验结果进行了分析,试验结果有利于指导进一步的工程实践研究。     

基于分布式光纤传感的形变探测管试验研究

介绍了分布式光纤形变探测管的结构及探测原理,推导了光纤应变与分布式光纤形变探测管沉降量的理论关系,测定了试验用传感光纤的弹性系数,基于DiTeSt-STA202分布式光纤传感分析仪进行了分布式光纤形变探测管土体形变监测的试验研究。研究结果表明,分布式光纤形变探测管应用于实时土体形变监测具有良好的实用性。     

船锚撞击埋设海光缆的有限元分析

利用ANSYS/LS-DYNA进行了船锚撞击埋设海光缆的有限元分析,明确了船锚冲击对海光缆中信号光纤和参考光纤的长度形变量差的影响,结合光纤振动传感系统的传感模型,得出监测到的电流信号的波形。     

基于光纤传感技术的工程监测应用研究

光纤传感技术作为当前热门技术之一,在工程监测领域有着许多重要应用。通过探讨光纤传感技术在工程形变监测中的应用案例,展示了其在工程监测领域的重要性。光纤传感技术利用光纤作为传感元件,可以实现对形变的连续、实时监测,并提供高精度的监测数据。通过布设应变光缆和温度补偿光缆,在合璧津高速公路K134段高架桥上进行了监测实验。结果表明,光纤传感技术能够准确评估结构的变形情况,并通过温度补偿算法消除了温度变化对数据的影响。通过几何方法计算沉降位移,可以实现对沉降位移的估算。     

山地变电站边坡安全风险远程监测技术研究

山地变电站复杂的地质环境与气候环境, 使其普遍存在地质安全隐患.文中提出了一种基于光纤传感的山地变电站边坡安全风险远程监测技术方案.首先分析了山地变电站边坡传感原理, 给出了光纤传感架构, 进行了远程监测系统的设计与研究, 并开发了统一信息平台.通过在山地变电站边坡布设的光纤传感器监测山地变电站边坡信息, 再基于电力网传输至变电站主站的统一信息平台进行实时监控和处理分析.现场试验结果显示该技术能够实时准确地监测山地变电站边坡信息参量, 证明了系统的有效性和可行性, 为后续进一步研究和推广提供了保障.     

光纤传感技术在边坡监测中的应用与发展

因边坡不稳造成的山体滑坡成为比较严重的一种自然灾害,因此对边坡稳定的监测非常重要。随着光纤传感技术在边坡稳定监测中应用的越来越广泛,其也逐步显示出自身独特的优势。文章主要从分布式光纤传感技术应用的原理和优点入手,重点对光纤传感在边坡稳定监测技术的具体应用进行了分析和阐述,希望给行业相关人士一定的参考和借鉴。     

光纤光栅动态称重技术的研究

在实验室内搭建了一套光纤动态称重系统,该系统是基于普通单模光纤光栅传感技术。在实验小车经过支撑称重台面的金属弹性体时,将引起弹性体形变,采用光纤光栅传感器监测这一形变。通过分析光纤光栅解调仪采集到的光纤光栅传感信号,反演出实验小车的质量。实验结果表明系统精度优于±3%。该系统采用实时校准光纤光栅传感器基准传感波长方法,消除了环境温度对测量结果的影响,具有自温度补偿功能。     

变体飞行器柔性复合蒙皮植入式光纤形状传感

针对变体飞行器变形机翼气动外形监测需求,提出一种植入式柔性复合蒙皮形状光纤传感方法。通过将光纤光栅传感器植入硅胶薄层,并与聚氯乙烯薄片组成复合蒙皮。建立柔性蒙皮形状传感系统,采用光纤传感解调系统,实验测得不同翼型下柔性蒙皮中光纤光栅反射谱特征及其变化规律;计算出柔性蒙皮弯曲曲率,并重建出柔性蒙皮变形三维形状;采用数字摄影测量系统完成对比测试。研究结果表明:柔性复合蒙皮变形光纤传感测量与数字摄影测试误差小于4.62%,光纤传感灵敏度达到245.5 pm/m-1。验证了植入式光纤传感方法的有效性,为变体飞行器变形机翼气动外形监测提供了参考。     

基于FBG的测斜传感器设计与实现

变形监测是进行边坡灾害预警预报的重要依赖手段,为解决当前边坡深部变形监测中存在的不足,研发了一种基于光纤光栅传感技术的测斜仪器。光纤光栅测斜传感器包括刚性单元、柔性感测单元及连接销轴,柔性感测单元为布设有光纤布喇格光栅(FBG)的等强度梁结构,FBG采用在梁表面对称布置的方式以消除温度对测量的影响。边坡内部岩土体变形时,刚性单元随之在连接处发生相对偏转,由柔性感测单元中FBG波长偏移量,利用FBG中心波长与应变、角度的线性关系,得到刚性单元间的相对偏转角度,实现边坡深部变形监测。实验表明,研制的测斜传感器测量单元线性度好,倾角测量灵敏度和分辨率较高,温度造成的误差较小。     

FBG弯曲传感在滑坡预警监测中的应用研究

针对传统滑坡预警监测技术中存在的自动化程度 较低、测量精度不高,不易对边坡实现大面积和长 期可靠在线监测等不足,研究了采用光纤光栅(FBG)弯曲传感技术用于边坡表面形变及深 部位移测量的 结构原理及具体应用方式。在分析采用简支梁和悬臂梁两种结构实现FBG弯曲调谐原理 的基础上,选择具有不同中心波长的FBG进行串接后,粘贴于弹性杆件PVC管上,实验验 证了利用简支梁和悬臂 梁两种FBG弯曲调谐结构实现边坡表面形变及深部位移进行原理性测量的可行性。实验结果 表明,粘贴在 PVC管上不同位置的FBG的波长变化量与该位置的形变量有着明显的线性对应关系;两种结构 最大形变位 置的FBG测量灵敏度分别为0.245 nm/mm和0.166nm/mm;采用在PVC管两侧对称180°的位置粘贴 FBG的方法,可在提高FBG检测灵敏度的同时,解决FBG温度及应变的交叉敏感问题,消除环 境温度变化对FBG弯曲传感测量结果的 影响。     

FBG传感技术在边坡稳定性监测中的应用

基于光纤布拉格光栅(FBG)传感器技术,针对边 坡开挖过程滑坡监测问题,通过在边坡布 设的多个传感器组成的监测系统,测得实验过程中传感器表面应变的变化规律,实现 对滑坡体内部 位移的监测;运用K值标准差准则,将边坡失稳滑动规律定量化。实验结 果表明,钢筋应变传感器测量 的滑坡体内部位移变化与理论分析一致,表明钢筋传感器可实现对滑坡的准确监测;通过内 部位移的微小变化的监测,可实现对边坡失稳进行预警。     

基于注意力网络的地基SAR时序差分相位分类方法

地基合成孔径雷达(Ground Based Synthetic Aperture Radar, GBSAR)具备形变测量精度高、可大面积非接触监测、可全天候监测的优势,是对露天矿山工作帮及排土场进行亚毫米级形变监测的主要技术手段之一。边坡形变监测过程中出现的多径效应造成的差分相位变化会被错误识别为形变,而形变结果的准确性又是触发预警流程的重要依据。针对识别形变精度低的问题,本文开展了差分干涉相位时序特征表达方法研究,并以此为基础提出了一种基于注意力网络模型的地基SAR时序差分相位分类方法,以相位变化趋势与区域范围作为依据来区分突变区域和缓变区域,通过模型预测出真实形变分布。经过实验结果证明,注意力网络模型可以较为准确的提取出形变分布,有效减少多径效应造成的误差干扰。      

基于BP的露天矿边坡可视化研究

由于露天矿边坡具有地形复杂、高低起伏等特点,针对传统边坡可视化的研究方法存在一定的局限性问题,在此提出基于BP神经网络的露天矿边坡三维可视化研究算法。将露天矿边坡进行三维可视化,剥离等高线并进行赋值。利用BP神经网络,建立等高线预测模型,生成栅格DEM矩阵,实现可视化建模。实验结果表明,该算法模型解决了边坡复杂性问题,克服了传统可视化方法局限性,真实准确地模拟了现实中边坡的多样性,验证了该方法的有效性。     

基于CMOS图像传感器的多斜率积分模式

CMOS图像传感器由于器件本身的特点,相比CCD传感器,其动态范围较小。以CYPRESS公司生产的高性能CMOS图像传感器IBIS5-A-1300为研究对象,对其多斜率积分原理进行研究,提出了采用同步快门多斜率积分的方法来扩展CMOS图像传感器的动态范围。以FPGA+DSP为系统的硬件处理平台,给出了多斜率积分驱动时序的具体设计思路和方法,并在QuartusⅡ7.0环境下对所设计的驱动时序进行功能仿真。采用所设计的多斜率积分时序驱动,将CMOS图像传感器的动态范围由原来单斜率积分模式下的64 dB扩展到了90 dB。实验结果表明,采用多斜率积分模式可以实现动态范围扩展的要求。     

单模光纤照射反射式光纤位移传感实验系统

针对传统RIM-FOS中LED耦合多模光纤作为照明光纤灵敏度低的不足,引入了LD耦合单模光纤作为照明光纤的RIM-FOS光强调制模型并设计了LD耦合单模光纤作为照明的RIM-FOS位移传感实验系统。实验系统由激光器模块、光学单元、光电探测单元、信号检测与信息采集单元、FPGA控制模块、上位机系统和电源模块等组成。归一化实验结果验证了仿真模型的正确性,并得出RIM-FOS前坡灵敏度3.15 mV/m,线性测量范围为380 m;后坡灵敏度为0.76 mV/m,线性测量范围为690 m的性能指标。实验表明:该实验系统具有较好稳定性和重复性,可应用于单模光纤照射的RIM-FOS更深一步的研究。     

单模光纤照射反射式光纤位移传感实验系统

针对传统RIM-FOS 中LED 耦合多模光纤作为照明光纤灵敏度低的不足,引入了LD 耦合单模光纤作为照明光纤的RIM-FOS 光强调制模型并设计了LD 耦合单模光纤作为照明的RIM-FOS位移传感实验系统。实验系统由激光器模块、光学单元、光电探测单元、信号检测与信息采集单元、FPGA 控制模块、上位机系统和电源模块等组成。归一化实验结果验证了仿真模型的正确性,并得出RIM-FOS 前坡灵敏度为3.15 mV/m,线性测量范围为380 m;后坡灵敏度为0.76 mV/m,线性测量范围为690 m 的性能指标。实验表明,该实验系统具有较好稳定性和重复性,可应用于单模光纤照射的RIM-FOS 更深一步的研究。     

基于MSP430单片机的温度测量实验设计

介绍了一种基于MSP430单片机的测温实验,用此实验可代替教学中传统的热敏电阻结合电流表的测温实验。该实验采用热敏电阻和斜率A／D转换来测量温度,并由液晶显示屏显示出来。通过该实验可以使学生更好的掌握传感器、单片机、集成电路以及计算机语言等现代科学技术。