健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
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基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)主要包括綜合管廊本身的位移沉降、裂縫、傾斜、滲漏、振動(dòng)、表面應(yīng)力應(yīng)變、土體壓力壓強(qiáng)等監(jiān)測(cè)，還有管道水泥墩、線纜支架的應(yīng)力應(yīng)變、壓力壓強(qiáng)、振動(dòng)、傾斜等監(jiān)測(cè)。
1、光纖光柵
專業(yè)高光纖光柵是利用光纖材料的光敏性，通過紫外光曝光的方法將入射光相干場(chǎng)圖樣寫入纖芯，在纖芯內(nèi)產(chǎn)生沿纖芯軸向的折射率周期性變化，從而形成永久性空間的相位光柵，其作用實(shí)質(zhì)上是在纖芯內(nèi)形成一個(gè)窄帶的（透射或反射）濾波器或反射鏡。當(dāng)一束寬光譜光經(jīng)過光纖光柵時(shí)，滿足光纖光柵布拉格條件的波長(zhǎng)將產(chǎn)生反射，其余的波長(zhǎng)透過光纖光柵繼續(xù)傳輸。由于光柵光纖具有體積小、熔接損耗小、全兼容于光纖、能埋入智能材料等優(yōu)點(diǎn)，并且其諧振波長(zhǎng)對(duì)溫度、應(yīng)變、折射率、濃度等外界環(huán)境的變化比較敏感，因此在光纖通信和傳感領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
2、光纖陀螺
光纖陀螺的工作原理是基于薩格納克（Sagnac）效應(yīng)。薩格納克效應(yīng)是相對(duì)慣性空間轉(zhuǎn)動(dòng)的閉環(huán)光路中所傳播光的一種普遍的相關(guān)效應(yīng)，即在同一閉合光路中從同一光源發(fā)出的兩束特征相等的光，以相反的方向進(jìn)行傳播，匯合到同一探測(cè)點(diǎn)。若繞垂直于閉合光路所在平面的軸線，相對(duì)慣性空間存在著轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，則正、反方向傳播的光束走過的光程不同，就產(chǎn)生光程差，其光程差與旋轉(zhuǎn)的角速度成正比。因而只要知道了光程差及與之相應(yīng)的相位差的信息，即可得到旋轉(zhuǎn)角速度。
3、BOTDA
光在光纖中傳輸時(shí)，由于光纖材料的密度、折射率等存在不均勻性，入射光會(huì)產(chǎn)生散射現(xiàn)象。布里淵散射是光波和聲波在光纖中傳播時(shí)相互作用而產(chǎn)生的光散射過程。當(dāng)環(huán)境溫度變化或光纖產(chǎn)生形變時(shí)，光纖中聲速和光的折射率都會(huì)隨之變化，從而使布里淵頻移發(fā)生變化，并且布里淵頻移變化量與溫度和應(yīng)變成線性關(guān)系。BOTDA基于受激布里淵散射效應(yīng)，利用泵浦光pump、探測(cè)光probe和聲波的相互作用，使得后向布里淵散射信號(hào)不斷放大。對(duì)泵浦光pump和探測(cè)光probe的頻率差進(jìn)行連續(xù)掃描，可確定光纖不同位置的布里淵頻移，從而獲得整根光纖的溫度、應(yīng)變分布信息。
4、傾角傳感器
傾角傳感器經(jīng)常用于系統(tǒng)的水平測(cè)量，從工作原理上可分為“固體擺”式、“液體擺”式、“氣體擺”三種傾角傳感器，傾角傳感器還可以用來測(cè)量相對(duì)于水平面的傾角變化量。 工作原理：理論基礎(chǔ)就是牛頓第二定律，根據(jù)基本的物理原理，在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部，速度是無法測(cè)量的，但卻可以測(cè)量其加速度。如果初速度已知，就可以通過積分計(jì)算出線速度，進(jìn)而可以計(jì)算出直線位移。所以它其實(shí)是運(yùn)用慣性原理的一種加速度傳感器。當(dāng)傾角傳感器靜止時(shí)也就是側(cè)面和垂直方向沒有加速度作用，那么作用在它上面的只有重力加速度。重力垂直軸與加速度傳感器靈敏軸之間的夾角就是傾斜角了。
