以下是光纤传感技术在水务水利领域中的测振、测声、测温、水位及水质监测的原理与应用的系统性总结： 1. 光纤测振技术 原理 核心技术： 光纤光栅（FBG）：振动引起光栅周期变化，导致布拉格波长偏移，通过解调波长变化计算振动参数（频率、幅度）。 分布式传感（如Φ-OTDR）：利用后向瑞利散射光的相位变化，通过相干检测实现长距离（数十公里）、高空间分辨率（米级）的振动定位。 优势：抗电磁干扰、多点复用、耐腐蚀、适用于复杂环境。 应用 结构健康监测： 大坝/堤防：监测裂缝扩展、地基沉降及地震响应，例如三…

在机械设备的健康监测中，振动传感器扮演着至关重要的角色。通过测量旋转机械的振动参数，工程师能够及时发现设备潜在故障，避免重大损失。目前主流的振动传感器分为三类：位移传感器、速度传感器和加速度传感器。其中，位移传感器因其独特的非接触式测量特性，成为工业领域监测旋转机械轴振动的核心工具。本文将以Bently-Nevada公司的电磁涡流位移传感器为例，深入解析其工作原理及工业应用场景。 一、振动传感器的分类与原理 位移传感器通过测量旋转轴与固定外壳之间距离的变化来反映振动。典型代表为Bently-Ne…

一、引言：悬索桥的挑战与创新需求 花江峡谷大桥作为山区第一跨径悬索桥（主跨1420米）和世界第一高桥（桥面高625米），其建设面临复杂峡谷风场、剧烈气候变化的双重挑战。主缆作为悬索桥的核心受力构件，由217根通长索股构成，单缆直径892.6mm，内含91根φ5.7mm镀锌铝镁合金钢丝。传统监测技术存在精度不足（误差±5%）、误报率高（>15%）、温度敏感性（漂移0.5%/℃）及人工巡检强度大等痛点。为此，光纤布拉格光栅（FBG）传感技术凭借抗电磁干扰（>60dB）、多参数同步感知（应…

光纤光栅（Fiber Bragg Grating, FBG）作为一种重要的光纤传感器，因其抗电磁干扰、体积小、耐腐蚀、可复用性强等优点，被广泛应用于应变、温度、振动等物理量的测量。应变增敏是指通过特定技术手段提升FBG对应变的灵敏度，使其在微小应变条件下仍能实现高精度检测。以下是光纤光栅应变增敏的技术路径及关键点： 1. 光纤光栅应变传感原理 基本原理：FBG的反射波长（布拉格波长，λB​）与光纤的有效折射率（neff）和光栅周期（Λ）相关，公式为： 当光纤受轴向应变ε时，Λ和neff​均会发生…

1. 研究背景与挑战 冻土退化与气候关联 全球变暖导致极地冻土快速融化，释放温室气体（如甲烷），加剧气候变化。冻土融化还破坏生态系统、威胁基础设施（如建筑沉降、管道破裂），并改变区域水文循环（如地表水渗透增加）。 传统监测的局限 传统地震监测依赖离散传感器，时空分辨率低，难以捕捉冻土融化与水文过程的快速动态变化（如局部融化前锋扩展、短时强降水引发的水位波动）。 2. 技术创新：DAS技术结合多学科方法 分布式光纤传感（DAS）原理 将光纤作为连续传感器，通过检测激光背向散射信号，实时监测沿光纤路…

分布式光纤传感器（Distributed Fiber Optic Sensing, DFOS）是一种将整条光纤作为连续传感介质的先进监测技术，其核心在于通过解析光信号在光纤中的散射效应实现全分布式、高精度的物理量测量。以下从多个维度系统解析其技术原理、优势及典型应用： 一、技术原理深度解析 光纤的传感基础 光纤由纤芯（高折射率）、包层（低折射率）和护套组成，光在纤芯中通过全反射传输。当外界环境（温度、应变、振动等）变化时，会导致光纤的以下参数改变： 折射率：温度变化引起热光效应 长度/形变：应变…

一、行业发展历程 初期阶段（2000年前后） 主导力量：高校主导，以科研和理论验证为目的。 应用范围：特大桥、长大桥、典型桥梁的结构健康监测。 技术局限：传感器、采集仪、软件系统未标准化，缺乏统一规范。 规范驱动阶段（2016年起） 技术规范：JT/T 1037-2016实施，推动行业标准化，政府补贴加速项目落地。 发展成果：积累实践经验，覆盖范围扩展至全国高速长大桥梁。 深化发展阶段（2022年新规范） 规范升级：JT/T 1037-2022推动三级平台（部级、省级、运营单位）规范化建设。 技…

液体静力水准仪是一种高精度的测量设备，主要用于监测地面或建筑物的沉降情况。以下是其结构组成、工作原理、使用方法及用途的详细说明： 结构组成 主体部分： 包含高精度压力传感器，用于测量液体压力的变化，进而计算监测点的沉降数据。 储液罐（基准罐）： 用于储存液体，通常使用防冻液或气泡较少的凉白开。 安装在基准点上，位置高于各个监测点，提供稳定的基准液面，防止监测点之间的干扰。 连接管（液管）： 采用聚乙烯硬塑料管，连接各个静力水准仪和储液罐，形成连通器系统。 管内充满液体且无气泡，确保液体自由流动，…

路面铺装结构应变监测 苏通大桥路面与2021年8月~9月期间进行钢桥面铺装层养护施工，在铺装层安装沥青应变传感器进行铺装层应变监测；太湖隧道路面监测使用应变传感器对上、下两层沥青铺装结构进行应变监测。 监测内容： 苏通大桥铺装结构应变：72个埋入式应变计+12个温度计 太湖隧道铺装结构应变：24个埋入式应变计+4个温度计 沪陕高速改扩建工程试验段路面结构监测 监测内容： 基层和沥青层的横向、纵向和竖向应变，土压力、温度和湿度。 共计6个断面，其中应变计131个，土压力计6个，温度计20个，湿度传…

数据分析：传感器应变量伴随灰斗内的灰量上下波动，传感器数据和现场输灰数据误差不超过0.5%