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| 光纤传感器的基本原理及其应用（二） |
2.2 光纤传感器的特点
研究和工程应用表明光纤传感器具有如下特点：
⑴高灵敏度，抗电磁干扰。由于光纤传感器检测系统很难受到外界场的干扰，且光信号在传输中不会与电磁波发生作用，也不受任何电噪声的影响，由于这一特征，光纤传感器在电力系统的检测中得到了广泛应用。 ⑵光纤具有很好的柔性和韧性，所以传感器可以根据现场检测需要做成不同的形状
⑶测量的频带宽、动态响应范围大。
⑷可移植性强，可以制成不同的物理量的传感器，包括声场、磁场、压力、温度、加速度、位移、液位、流量、电流、辐射等。
⑸可嵌入性强，便于与计算机和光纤系统相连，易于实现系统的遥测和控制。
3.光纤传感器土木工程中的应用举例
随着光纤传感技术的发展，在土木工程领域光纤传感器得到了广泛的应用，用来测量混凝土结构变形及内部应力，检测大型结构、桥梁健康状况等，其中最主要的都是将光纤传感器作为一种新型的应变传感器使用。
光纤传感器可以黏贴在结构物表面用于测量，同时也可以通过预埋实现结构物内部物理量的测量。利用预先埋入的光纤传感器，可以对混凝土结构内部损伤过程中内部应变的测量，再根据荷载－应变关系曲线斜率，可确定结构内部损伤的形成和扩展方式。通过混凝土实验表明，光纤测试的载荷－应变曲线比应变片测试的线性度高。
在实际的工程应用中要实现对结构建筑物的全方位、长期的检测就要解决好光纤传感器的布设问题。为了不至于对传感器造成施工损伤破坏，一般可以采用以下方法：①将一金属导管套在光纤传感器上，一起置于混凝土结构中。混凝土浇筑后，在混凝土固结前将金属导管取出，这样光纤光栅传感器与混凝土很好地固结在一起，而且不会因为浇筑过程损坏传感器。②由于钢筋的应力－应变也足以反映钢筋附件的混凝土受力状态，可以将光纤光栅传感器直接粘贴于钢筋上，或在钢筋表面开一个小凹槽，使光栅的裸纤芯部分嵌进凹槽得以保护，或在建造桥时把光纤埋进复合筋。③将光纤光栅直接埋入小型预制构件或者封装在金属导管中然后把小型预制构件作为大型构件的一部分埋入，外部荷载通过预制件或金属导管传递到光纤光栅传感器上。
光纤传感器进入结构监测领域具有重要意义。光纤传感器的轻巧性、耐用性和长期稳定性，使其能够方便的应用于建筑钢结构和混凝土等各种建筑材料的内部应力、应变检测。实现的建筑结构的健康检测。 |
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