变形监测技术与应用4章.ppt

2021/2/6 * 光纤的结构 光纤的主要成分是二氧化硅,由纤芯、包层、涂覆层组成。 纤芯折射率较高,其主要成分为掺杂的二氧化硅,含量达99.999%。 其余成分为极少量的惨杂剂,如二氧化锗等,以提高纤芯的折射率。 纤芯直径一般在5～50微米之间。 包层材料一般为纯二氧化硅,外径为125微米,作用是把光限制在纤芯中。 涂覆层为环氧树脂、硅橡胶等高分子材料,外径约250微米,用于增强光纤的柔韧性、机械强度和耐老化特性。 第7节　光纤监测技术 2021/2/6 * 涂层 包层 纤芯 光纤基本结构 第7节　光纤监测技术 2021/2/6 * 光源 传感头 光电转换 信号处理 被测量 光纤 电信号 输出信号 光纤传感器的结构框图 第7节　光纤监测技术 2021/2/6 * 光纤光栅传感器（FBG） 光纤光栅传感器作为一种新型光纤传感器,对多个物理量敏感,可以用来测量多个物理量,包括应变、应力、温度、位移、振动、压力等。 在水库、大坝等的温度及应变监测中,传感器的精度可达到几个微应变级,具有很好的可靠性,可实现动态测量。 第7节　光纤监测技术 2021/2/6 * 光纤微弯传感器 光纤微弯传感器通过光纤微弯曲导致传输光强度的损耗变化,来测量压力、温度、加速度、应变、流量、速度等环境参量。 第7节　光纤监测技术 2021/2/6 * 光纤法布里-珀罗干涉仪 F-P光纤干涉传感器主要用于检测应变、温度等。 第7节　光纤监测技术 2021/2/6 * SOFO系统 SOFO（意为光纤结构监测）光纤监测系统由传感器、读数仪、数据分析软件和附属设备（转换箱、连接盒、光缆和连接器等）组成。 读数仪是便携式的,由电池供电,防水,适合在多尘和潮湿的建筑场地使用。 一次测量只需几秒钟,结果可以自动进行分析,并可通过外接电脑存储数据用作进一步分析。 SOFO测量系统基于低相干干涉测量原理,其传感器为长标距光纤变形传感器,典型传感器长度范围为从250mm到10m。 其主要应用为测量位移参量。 第7节　光纤监测技术 2021/2/6 * SOFO光纤变形监测系统组成 第7节　光纤监测技术 2021/2/6 * 分布式光纤传感器 分布式光纤传感器可以测量呈一定空间分布的场,如温度场、应力场等。 分布式光纤传感技术是光纤传感技术中最具前途的技术之一,是适应大型工程安全监测而发展起来的一项传感技术,它应用光纤几何上的一维特性进行测量,把被测参量作为光纤位置长度的函数,可以在整个光纤长度上对沿光纤几何路径分布的外部物理参量变化进行连续的测量,同时获取被测物理参量的空间分布状态和随时间变化的信息。 第7节　光纤监测技术 2021/2/6 * 感应式数字液位传感器 第3节　地下水位观测 2021/2/6 * §4　渗流量观测 渗流量观测包括渗漏水的流量及其水质观测。 水质观测中包括渗漏水的温度、透明度观测和化学成分分析。 渗流量观测系统的布置,应根据工程的地质条件、渗漏水的出流和汇集条件以及所采用的测量方法等确定。 对于大型工程应分区、分段进行测量,所有集水和量水设施均应避免客水干扰。 渗漏水的温度观测以及用于透明度观测和化学分析水样的采集,均应在相对固定的渗流出口或堰口进行。 第四章　建筑物内部监测 2021/2/6 * 观测方法 根据渗流量的大小和汇集条件,可选用如下几种方法进行观测: （1）当流量小于1L/s时宜采用容积法; （2）当流量在1～30L/s之间时宜采用量水堰法。 （3）当流量大于300L/s或受落差限制不能设置水堰时,应将渗漏水引入排水沟中,采用测流速法。 第4节　渗流量观测 2021/2/6 * 量水堰法观测 量水堰的结构有三角堰、梯形堰和矩形堰三种。 目前,量水堰一般选用三角堰,三角堰缺口为等腰三角形,底角为直角,堰口下游边缘呈45°。 矩形堰堰板应严格保持堰口水平,水舌两侧的堰墙上应留通气孔。 第4节　渗流量观测 2021/2/6 * 1——水尺;2——堰板 量水堰结构示意图 第4节　渗流量观测 2021/2/6 * 直角三角形量水堰板示意图 第4节　渗流量观测 2021/2/6 * 安装要求 量水堰应设在排水沟直线段的堰槽段。该段应采用矩形断面,两侧墙应平行和铅直。槽底和侧墙应加砌护,不漏水,不受其它干扰。 堰板应与堰槽两侧墙和来水流向垂直。堰板应平正和水平,高度应大于５倍的堰上水头。 堰口水流形态必须为自由式。 测读堰上水头的水尺或测针,应设在堰口上游3～5倍堰上水头处。尺身应铅直,其零点高程与堰口高程之差不得大于1mm。水尺刻度分辨率应为1mm;测针刻度分辨率应为0.1mm。必要时可在水尺或测针上游设栏栅稳流。 量水堰安装完毕,应详细填写考证表,存档备查。 第4节　渗流量观测 2021/2/6 * 测流速法观测 测流速