光纤随机裂缝监测讲义研讨.doc

光纤随机裂缝检测实验 KF- 实 验 讲 义 （待修订版） 天津金飞博光通讯技术有限公司 Tianjin Kingfiber Co.LTD. 以光纤技术为代表的光电子技术的不断突破,极大地促进了光通讯产业的发展.人们在享受了半个多世纪电子技术带来的物质文明之后,已开始享受光的技术带来的革命和便利.有充分的理由使人们相信,人类已逐步进入由光主宰的技术世界. 但是伴随着技术和应用的高速发展,我们的人才培养大大滞后,其中一个重要原因就是光电子教学实验技术的落后和缺乏,使我们的学生无法切实领会和进入深奥而又和谐美妙的光的世界. 天津金飞博公司就是在这个时代的需求中应运而生,专业并且专职开发光纤通信、光纤传感和光电信息技术实验教学系列产品.它依托于教育部天津大学光电子技术开放实验室,结合着几十年光电子教学和科研的经验,汇集着从硅谷归来的青年才俊以及国内优秀的专家学者,引入充足的风险投资和充满活力的运营机制,在公司建立伊始,就专注于光纤通信技术实验,在公司成立的短短的几年时间里,开发出多项光纤通信、光纤传感和光电信息技术教学实验新产品,在清华大学、天津大学、复旦大学、南开大学、哈尔滨工业大学、北京理工大学、深圳大学等三十多所高校得到应用.同时,为了实现我们对质量的承诺,公司于2002年2月通过ISO9001质量管理体系国际认证,并按照国际通行Bellcore1209标准,建立光无源器件检测线.使我们的产品更有保证. 借此我们向所有有志于发展光通讯教学和科研的高校及老师,推荐我们的产品和服务,并欢迎各位老师来我公司参观和开展各项合作.愿我们的产品能为我们的教育事业提供帮助,愿我们的光通讯事业更加蓬勃发展. 天津市金飞博光通讯有限公司 目录 【实验目的】 3 【实验原理】 3 【实验设计】 10 【思考题】 18 【实验目的】 了解光纤微弯的损耗基本原理。 对OTDR有一个简单的了解，熟悉OTDR的操作和注意事项近年来，我国交通基础建设得到迅猛发展，各地兴建了大量的混凝土。在建造和使用过程中，有关因出现裂缝而影响工程质量甚至的报道屡见不鲜。混凝土开裂可以说是“常发病”和“多发病”，经常困扰着工程技术人员。其实，如果采取一定的措施，很多裂缝是可以的，达到防范于未然的作用。混凝土因其取材广泛、价格低廉、抗压强度高、可浇筑成各种形状，并且耐火性好、不易风化、养护费用低，成为当今世界建筑结构中使用最广泛的建筑材料。混凝土最主要的缺点是抗拉能力差，容易开裂。大量的工程实践和理论分析表明，几乎所有的混凝土构件均是带裂缝工作的，只是有些裂缝很细，甚至肉眼看不见（＜0.05mm一般对结构的使用无大的危害，可允许其存在；有些裂缝在使用荷载或外界物理、化学因素的作用下，不断产生和扩展，引起混凝土碳化、保护层剥落、钢筋腐蚀，使混凝土的强度和刚度受到削弱，耐久性降低，严重时甚至发生垮塌事故，危害结构的正常使用，必须加以。我国现行公路、铁路、建筑、水利等部门设计规范均采用限制构件裂缝宽度的办法来保障混凝土结构的正常使用。(包括贯穿缝、深缝、0.2～0.3mm以上的裂缝)直接破坏了整体性，裂缝形成内部的力学间断面，使承载能力大为降低，是出现结构性危险的最明显的信号。按近代力学的观点，内部损伤的积累过程中的突变(灾变)裂缝正是内部损伤达到危险程度的集中表现，故其信息含量很大，对于预示和征兆工程险情，具有关键性意义。因此，及时捕捉、检测到裂缝，必能有效地提高安全监测系统的耳目作用和预警作用，才能防患未然。分布式光纤传感为随机裂缝的检测开辟了实现途径(1)可基于复用技术，在一条光纤上布置多个相同或不同的物理量测点，也可以使用分布式检测，从根本上克服点式检测的空间不连续性造成的漏检、漏报险情问题；(2)精巧轻柔，不致影响埋设部位的混凝土的性能和力学参数，不影响观测值的代表性；(3)抗电磁干扰，可靠耐久，灵敏度高，易与光纤传输集成，共同构成遥测自动化系统。分布式光纤传感是光纤传感领域的必威体育精装版发展，提供监测量沿光纤全程的连续分布，对裂缝监测特别有价值，能实现连续、立体检测。凡裂缝与任一光纤相交，即被感知，并加以定位。的圆变形平板波导。若y为相对于轴线波导的位移，为和沿光路的角距离，则有 （1） 其中n是距离y处的折射率，是由＝确定，为第m区域的起始点距轴向波导的起始位置，为光线与轴线的起始角。折射率可能为y的任何形式的函数，设纤芯—包层折射率分布按抛物线变化，则 （2） 假设式中△为一常数。式中和分别为纤芯和包层折射率，ρ为平板厚度的一半。 分析公式（1）可确定第（m）个区域的光线路径和第（m＋1）个区域的起始位移和起始角。逐个计算通过相继区域的光线路径