1、土木及水利工程中的應(yīng)用

　　土木工程中的結(jié)構(gòu)監(jiān)測是光纖光柵傳感器應(yīng)用*活躍的領(lǐng)域。力學(xué)參量的測量對于橋梁、礦井、隧道、大壩、建筑物等的維護(hù)和健康狀況監(jiān)測是非常重要的.通過測量上述結(jié)構(gòu)的應(yīng)變分布,可以預(yù)知結(jié)構(gòu)局部的載荷及健康狀況.。光纖光柵傳感器可以貼在結(jié)構(gòu)的表面或預(yù)先埋入結(jié)構(gòu)中,對結(jié)構(gòu)同時進(jìn)行健康檢測、沖擊檢測、形狀控制和振動阻尼檢測等,以監(jiān)視結(jié)構(gòu)的缺陷情況.。另外,多個光纖光柵傳感器可以串接成一個傳感網(wǎng)絡(luò),對結(jié)構(gòu)進(jìn)行準(zhǔn)分布式檢測,可以用計(jì)算機(jī)對傳感信號進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。光纖光柵傳感器應(yīng)用

　　2、在橋梁**監(jiān)測中的應(yīng)用

　　目前, 應(yīng)用光纖光柵傳感器*多的領(lǐng)域當(dāng)數(shù)橋梁的**監(jiān)測。斜拉橋斜拉索、懸索橋主纜及吊桿和系桿拱橋系桿等是這些橋梁體系的關(guān)鍵受力構(gòu)件,其他土木工程結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力錨固體系,如結(jié)構(gòu)加固采用的錨索、錨桿也是關(guān)鍵的受力構(gòu)件。上述受力構(gòu)件的受力大小及分布變化*直接地反映結(jié)構(gòu)的健康狀況,因此對這些構(gòu)件的受力狀況監(jiān)測及在此基礎(chǔ)上的**分析評估具有重大意義。光纖光柵傳感器應(yīng)用

　　加拿大卡爾加里附近的Beddington Trail 大橋是*早使用光纖光柵傳感器進(jìn)行測量的橋梁之一(1993 年), 16 個光纖光柵傳感器貼在預(yù)應(yīng)力混凝土支撐的鋼增強(qiáng)桿和炭纖復(fù)合材料筋上,對橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行長期監(jiān)測, 而這在以前被認(rèn)為是不可能。德國德累斯頓附近A 4 高速公路上有一座跨度72 m的預(yù)應(yīng)力混凝土橋, 德累斯頓大學(xué)的Meis-sner 等人將布拉格光柵埋入橋的混凝土棱柱中, 測量荷載下的基本線性響應(yīng), 并且用常規(guī)的應(yīng)變測量儀器作了對比試驗(yàn), 證實(shí)了光纖光柵傳感器的應(yīng)用可行性。瑞士應(yīng)力分析實(shí)驗(yàn)室和美國**研究實(shí)驗(yàn)室, 在瑞士洛桑附近的V aux 箱形梁高架橋的建造過程中, 使用了32個光纖光柵傳感器對箱形梁被推拉時的準(zhǔn)靜態(tài)應(yīng)變進(jìn)行了監(jiān)測, 32個光纖光柵分布于箱形梁的不同位置、用掃描法- 泊系統(tǒng)進(jìn)行信號解調(diào)。

　　2003年6月，同濟(jì)大學(xué)橋梁系史家均老師主持的盧浦大橋健康檢測項(xiàng)目中，采用了上海紫珊光電的光纖光柵傳感器，用于檢測大橋在各種情況下的應(yīng)力應(yīng)變和溫度變化情況。

　　施工情況：整個檢測項(xiàng)目的實(shí)施主要包括傳感器布設(shè)、數(shù)據(jù)測量和數(shù)據(jù)分析三大步。在盧浦大橋選定的端面上布設(shè)了8個光纖光柵應(yīng)變傳感器和4個光纖光柵溫度傳感器，其中8個光纖光柵應(yīng)變傳感器串接為1路，4個溫度傳感器串接為1路，然后通過光纖傳輸?shù)綐蚬芩瑢?shí)現(xiàn)大橋的集中管理。數(shù)據(jù)測量的周期根據(jù)業(yè)主的要求來確定，通過在橋面加載的方式，利用光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)分析儀，完成橋梁的動態(tài)應(yīng)變測試。

　　3、在混凝土梁應(yīng)變監(jiān)測中的應(yīng)用

　　1989年, 美國Brown University 的Mendez 等人首先提出把光纖傳感器埋入混凝土建筑和結(jié)構(gòu)中, 并描述了實(shí)際應(yīng)用中這一研究領(lǐng)域的一些基本設(shè)想。此后, 美國、英國、加拿大、日本等國家的大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)投入了很大力量研究光纖傳感器在智能混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。

　　在混凝土結(jié)構(gòu)澆注時所遇到的一個非常棘手的問題是: 如何才能在混凝土澆搗時避免破壞傳感器及光纜。光纖Bragg光柵通常寫于普通單模通訊光纖上, 其質(zhì)地脆, 易斷裂, 為適應(yīng)土木工程施工粗放性的特點(diǎn), 在將其作為傳感器測量建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)變時,應(yīng)采取適當(dāng)保護(hù)措施。

　　一種可行的方案是：在鋼筋籠中布置好混凝土應(yīng)變傳感器的光纖線路后, 將混凝土應(yīng)變傳感器用鐵絲等按照預(yù)定位置固定在鋼筋籠中, 然后將中間段用紗布纏繞并用膠帶固定。而對粘貼式鋼筋應(yīng)變傳感器一般則用外涂膠層進(jìn)行保護(hù)。

　　2003年9月，上海紫珊光電技術(shù)有限公司自主研發(fā)的光纖光柵傳感應(yīng)變計(jì)埋設(shè)于混凝土中對北京中關(guān)村某標(biāo)志性建筑進(jìn)行靜態(tài)應(yīng)變測量。上海紫珊光電技術(shù)有限公司自主研發(fā)的光線光柵應(yīng)變計(jì)具有精度高(一般為1με，如果是小量程的應(yīng)變測量，可以達(dá)到0.5με)、可靠性高、安裝方式多樣、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，成功應(yīng)用于北京中關(guān)村某標(biāo)志性建筑中，布設(shè)在鋼梁上并埋設(shè)在混凝土中對支柱鋼梁進(jìn)行施工過程監(jiān)測。

　　4、在水位遙測中的應(yīng)用

　　在光纖光柵技術(shù)平臺上研制出的高精度光學(xué)水位傳感器專門用于江河、湖泊以及排污系統(tǒng)水位的測量。傳感器的精度可以到達(dá)±0.1%F·S。光纖安裝在傳感器內(nèi)部，由于光纖纖芯折射率的周期性變化形成了FBG，并反射符合布拉格條件的某一波長的光信號。當(dāng)FBG與彈性膜片或其它設(shè)備連接在一起時，水位的變化會拉伸或壓縮FBG。而且，反射波長會隨著折射率周期性變化而發(fā)生變化。那么，根據(jù)反射波長的偏移就可以監(jiān)測出水位的變化。

　　5、在公路健康檢測中的應(yīng)用

　　公路健康監(jiān)測必要性：

　　交通是與人們息息相關(guān)的事情，同樣也是制約城市發(fā)展的主要因素，可以說交通的好壞可以直接決定一個城市的發(fā)展命運(yùn)。每年國家都要投入大量資金用在公路修建以及維護(hù)上，其中維護(hù)費(fèi)用占據(jù)了很大一部分。即便是這樣，每年仍然有大量公路遭到破壞，公路的早期損壞已成為影響高速公路使用功能的發(fā)揮和誘發(fā)交通事故的一大病害。，而破壞一般都是因?yàn)槠嚦d，超速以及自然原因引起的，并且也和公路修建的質(zhì)量有很大關(guān)系。所以在公路施工過程以及使用過程中進(jìn)行健康檢測是非常有必要的。現(xiàn)在的公路一般分三層進(jìn)行施工，分為底基層、普通層和瀝青層，在施工過程中埋入溫度以及應(yīng)變傳感器可以及時得到溫度以及應(yīng)變的變化情況，對公路質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。詳細(xì)了解施工材料的特點(diǎn)以及影響施工質(zhì)量的因素。