光纤混凝土机敏结构的研究.pdfVIP

维普资讯 第24卷第 3期 压 电 与 声 光 Vo1．24No．3 2002年 6月 PIEZOELECTRICS ACOUSTOOPTICS June2002 文章编号 ：1004—2474(2002)03—0183一o3 光纤混凝土机敏结构的研究 梁大开 ，熊 克 ，郭明江 (南京航空航天大学 智能材料与结构航空科技重点实验室．南京 21oo16) 摘 要 ：将光纤传感器埋入混凝土结构中 ．对结构 内部的应力应变进行监测 ，从而保证结构的健康状况。文章 研究了将两种外置式 Fabry—Perot干涉型 (EFPI)光纤传感器埋入混凝土结构 ．对结构 内部 的应变进行 了测量 ．实 现 了光纤混凝土机敏结构 的 自诊断功能。 关键词 ：光纤传感器 ；混凝土结构 ；自诊断 中图分类号 ：0346．4 文献标识码 ：A Research on OpticFiberConcreteSm artStructure LIANG Da-kai，XIONG Ke，GUO Ming-jiang (TheKeyLaboratoryforSmartMaterialsandStructures．NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics．Nanjing210016，China) Abstract：Embedded theopticfibersensorin theconcretestructureto measurethestressand strain in the structuretoassuretheconcretestructuressafety，itisthesmartconcretestructure．In thepaper，twokindsofex— trinsicFabry～Perotinterference(EFPI)opticfibersensorsareembedded in theconcretestructureto measurethe staininthestructure，and theself—diagnosetotheopticfiberconcretestructureisimplemented、 Keywords：opticfibersensor；concretestructure；self—diagnose 敏结构其他功能的基础 。目前 ，可 以制作机敏结构 中 】 引言 传感器 网络的元件很多，常用的有压 电陶瓷、电阻应 机敏结构是指将各种功能元件集成在结构 中， 变丝及光纤等 。其 中，光纤具有柔软 、可挠 曲、电绝 使结构具有 自诊断、自适应及 自修复等功能。 目前 ， 缘 、耐腐蚀 、工作 中不发热、无辐射 ，能在强 电磁干 国内外都投入大量 的人力物力对这一 20世纪 80年 扰 、易燃 易爆 、毒性气体高温 、高湿度等复杂环境条 代末发展起来 的新兴学科进行研究l1]。 件下工作 ，容易和基体材料 良好 的耦合等独特 的优 混凝土 结构 比其他 商业产 品有更高 的使 用寿 点。当光纤传感器被埋入 结构 时将随结构一起变形 ， 命 。一旦建成将使用很长一段m-j-f~-J。民用基础设施 引起光学量的变化 ，从而可 以检测结构 内部的应变 、 通常是非常 巨大的，并且处于较恶劣的工作环境 ，在 应力等物理量 的变化 。因此 ，光纤传感器 已成为机敏 发生 自然灾难如地震时，存在损伤 隐患的民