基于长周期光纤光栅横向负载特性的混凝土结构钢筋锈蚀监测  被引量:8

Long-Period Fiber Grating Transverse Load Effect-Based Sensors for Rebar Corrosion in Concrete

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作  者:刘宏月[1,2] 梁大开[3] 韩晓林[1,2] 

机构地区:[1]东南大学土木工程学院,江苏南京210096 [2]东南大学江苏省工程力学分析重点实验室,江苏南京210096 [3]南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室,江苏南京210016

出  处:《光学学报》2013年第4期22-28,共7页Acta Optica Sinica

基  金:国家自然科学基金(10902024;51275239);国家自然科学基金国际交流项目(51161120326);教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET-11-0086);江苏省自然科学基金(BK2010397);江苏省科技支撑项目(BE2011181);航空科学基金(20090869009);东南大学博士后重点科研资助计划资助课题

摘  要:在研究长周期光纤光栅(LPFG)谐振透射光谱对横向负载变化的敏感特性的基础上,提出了将锈蚀过程中钢筋体积膨胀状态与LPFG光谱特性相结合的传感理论,设计了一种基于LPFG横向负载测量的钢筋锈蚀监测传感器。利用LPFG透射光谱检测技术,对钢筋锈蚀过程中不同锈蚀状态所对应的LPFG透射光谱曲线族进行分析,得到LPFG透射光谱随钢筋锈蚀量的变化关系,进而获得LPFG谐振峰幅值变化量与钢筋锈蚀程度之间的对应关系。该方法通过对钢筋锈蚀状态进行直接监测,可实现对钢筋结构的全体积精确监测。Based on the sensitivity of long-period fiber grating (LPFG) resonant transmission spectrum to transverse load change, a sensing theory which combines volume expansion status and LPFG spectral characteristics is proposed. The design of a miniaturized resonant peak modulation-based LPFG rebar corrosion sensor is described by combining the spectral characteristics of LPFG with the expansion state monitoring of rebar corrosion. LPFG spectral curves corresponded with different rebar corrosion states under the environment test are captured by the monitoring technique of LPFG transmission spectra. The relation between the resonance peak amplitude change and the state of rebar corrosion is obtained, which shows that the variation of LPFG resonance peak amplitude increases with the intensifying of the degree of rebar corrosion. The method can be used to achieve the accurate monitoring of full volumes of rebars by directly monitoring rebar corrosion states.

关 键 词:传感器 长周期光纤光栅 钢筋锈蚀 光谱分析 横向负载 体积膨胀 

分 类 号:TN247[电子电信—物理电子学]

 

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