高鐵監(jiān)測(cè)上光纖傳感技術(shù)和光纖光柵傳感技術(shù)的應(yīng)用

近年來(lái)大量科研人員一直致力于高可靠性的監(jiān)測(cè)技術(shù)研發(fā)，逐步取代傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)手段，如近年來(lái)興起而被工程界認(rèn)可的分布式光纖傳感技術(shù)和光纖光柵傳感技術(shù)。

近年來(lái)，隨著我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)基石的發(fā)展，如高速鐵路、公路、橋梁、隧道、大壩、電力、通信、石油化工等基礎(chǔ)設(shè)施的快速建設(shè)，推動(dòng)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展。而談到基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展，當(dāng)然離不開(kāi)工程安全監(jiān)測(cè)技術(shù)的更新迭代，傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)技術(shù)雖然價(jià)格低廉，但可靠性差、施工量大、維護(hù)性差、壽命短、環(huán)境適應(yīng)能力差，無(wú)法為大型工程做到全壽命周期的保駕護(hù)航。

因此，近年來(lái)大量科研人員一直致力于高可靠性的監(jiān)測(cè)技術(shù)研發(fā)，逐步取代傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)手段，如近年來(lái)興起而被工程界認(rèn)可的分布式光纖傳感技術(shù)和光纖光柵傳感技術(shù)。

光纖光柵傳感技術(shù)的在高鐵監(jiān)測(cè)上的應(yīng)用

其中，光纖光柵傳感技術(shù)，利用一根普通直徑1~3mm的光纜（或直徑0.2mm的裸光纖），就可實(shí)現(xiàn)幾十公里至上百公里范圍內(nèi)的溫度、濕度、微應(yīng)變、拉壓力荷載、振動(dòng)、風(fēng)速、風(fēng)向、風(fēng)壓、雨量、位移、撓度、水壓、水位、油壓、土壓、流速、傾角、金屬銹蝕度、積灰覆冰荷載等物理量的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。

傳感器之間可以串聯(lián)，準(zhǔn)分布測(cè)量，抗電磁干擾，傳感器全部為無(wú)源光器件，具備耐高低溫、耐腐蝕環(huán)境、耐水耐潮濕環(huán)境、免維護(hù)、壽命長(zhǎng)、精度高、光纜價(jià)格低廉、施工費(fèi)用低等諸多優(yōu)點(diǎn)，使其被大量應(yīng)用于石油、電力、化工、鐵路、海洋、隧道、地下、礦山等惡劣復(fù)雜環(huán)境。

分布式光纖傳感系統(tǒng)在橋梁監(jiān)測(cè)上的應(yīng)用

而分布式光纖傳感系統(tǒng)，甚至無(wú)需布設(shè)任何傳感器，同樣是利用一根普通直徑1~3mm的光纜（或直徑0.2mm的裸光纖），就可實(shí)現(xiàn)幾十公里至上百公里范圍內(nèi)的溫度、應(yīng)變和振動(dòng)的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。

分布式光纖傳感系統(tǒng)使用的便捷性高效性讓人乍舌，可稱(chēng)之為工程監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的技術(shù)革命，該技術(shù)尤其適用于隧道、地下管網(wǎng)、橋梁、電纜溝、大壩、邊坡、建筑、地鐵、國(guó)家電網(wǎng)等工程領(lǐng)域，安裝快速，施工期短，施工量小，可大幅度減少施工費(fèi)用。

值得一提的是，上百公里監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)全部為無(wú)源光纜作為傳感端，無(wú)需布設(shè)任何傳感器，可靠性高，耐高低溫耐電磁輻射、耐高壓、耐腐蝕環(huán)境，壽命長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年，后期維護(hù)簡(jiǎn)便，甚至免維護(hù)。

和傳統(tǒng)電子監(jiān)測(cè)系統(tǒng)復(fù)雜的傳感器安裝布設(shè)、大量屏蔽電纜布線、復(fù)雜的系統(tǒng)集成、抗電磁性差、環(huán)境適應(yīng)性差、維護(hù)費(fèi)用高形成了鮮明的對(duì)比，高效、簡(jiǎn)便、可靠性高、壽命長(zhǎng)、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，是分布式光纖傳感系統(tǒng)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，即便我國(guó)軍事上最先進(jìn)的第四代隱身戰(zhàn)機(jī)殲20也使用了分布式光纖系統(tǒng)，可以看出分布式光纖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是工程監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的又一次技術(shù)革命，其未來(lái)必會(huì)大量應(yīng)用，必將取代傳統(tǒng)電子系統(tǒng)，更好的服務(wù)工程領(lǐng)域。

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