坝体用分析仪器在生活中运用

  仪器网 ·  2012-07-20 00:20  ·  45397 次点击
1信号处理
光信号的读取是通过所示的Fizeau干涉仪和线性CCD(耦合阵列)组合完成的。经过腔内镜面反射后的反射光信号通过一安置于读出装置上的柱面透镜来较准,接着通过特制的白光互相关器(Fizeau干涉仪),然后由线性CCD检测。光信号在Fizeau干涉仪内能被精确和最大限度地传递,光信号间距等于应变仪的腔长。Fizeau干涉仪对所有腔长值都产生一瞬时相关信号。通过一象素编码光电探测(CCD阵列)做进一步处理以检测所获得的峰值反应以精确地测定绝对腔长。该腔长之所以被称为绝对腔长是由于它反应了光信号被测量时Fabry2Perot干涉仪的真实腔长。这一点与腔长的相对测量相对。在相对测量时,腔长的测定是相对于一任意起始位置而进行的。绝对测量在那些要求长期或静态测量诸如堤坝监测的地方的应用是非常重要的。采集器的采样频率可达1000Hz,光信号在腔内被调制成和腔长等长的信号。在当前技术水平下,转换精度在15000nm的工作范围之内为±1nm,即相当于误差为±010067F.S.
2埋入式光纤应变传感器
带有标准聚合涂层的传统的光纤在混凝土建筑物之内的埋入性经常是较差的,这是由于其脆性之故。混凝土混合处理会带来多次搅拌,并对光纤施加相当的应力,那么,如果希望长期使用的话,光纤必须被正确地保护起来,光纤应变传感器设计时考虑到这种情况,采用不锈钢壳体,壳体两端各有一个凸缘以便更好地固着在混凝土中,壳内还有一个直径015mm的孔,Fabry2Perot应变计就粘接在这个孔内。应变计测量范围最高可达10000ΛΕ,分辨率小于0101F.S.光纤传感器可做成各种不同的刚度等级,以适应不同种类的混凝土的埋设需要。
3表面焊接光纤应变传感器
Fabry2Perot光纤应变传感器的高频反应容许利用其在桥梁上进行动态测量。表面焊接应变仪是一25mm长的点焊式应变仪,它是在一小直径的不锈钢管上焊接一415mm×25mm的薄钢片而制成的。适合于点焊在钢质表面上。通过一可移动式点焊机可以轻松地将该传感器安装于钢结构体上,Fabry2Perot应变仪被粘结于钢管内部,钢结构体应变被转换为小管应变。
4光纤压力传感器
与传统的膜片变形相对应,光纤压力传感器的设计是以不锈钢膜片挠曲的非接触测量为基础的,当应变仪受压时,Fabry2Perot腔长会发生变化,见应变仪一侧的不锈钢膜片内表面和另一侧的一光纤末端构成Lc。传感器的几何形状和材料是挑选出来的。其目的也是为了获得膜片挠曲和施加压力之间的线性关系。
目前该产品达到50kPa~7000kPa测量范围。
数据采集器能够在恶劣的温湿度条件下,以01002mm的精度持续稳定地测量空腔长度,所以整个系统可以在最不利的条件下提供可靠的压力测量。全不锈钢焊接结构保证了结构强度,没有使用环氧树脂,橡胶密封件或其它聚合材料。一般情况下,引出光缆可以达数公里。Fabry2Perot腔长的工作范围在0~10000nm之间,所测传感器的最大非线性误差为全刻度的0106.热灵敏度低于全刻度0101.
这些传感器有绝对压力、相对压力、差压等测量类型,可提供与光纤温度传感器结合在一起的外壳。
5光纤位移传感器
该传感器是以一空间分布型Fabry2Perot干涉仪为基础的直线位置位移传感器,其耐机械磨损且在高温条件下稳定。传感器的工作量程为20mm等。所观测的最大非线性误差为其全刻度的0112.而大部分的读数误差低于全刻度的0110,传感器的分辨率为01002mm.光纤线性位置和位移传感器是绝对位置传感器,它提供高精度的位置和位移测量,且不需要激励交流电压或驱动信号。
6数据采集器
Fabry2Perot传感器所有读出装置均以一白光作为光源。白光要比激光便宜,且在使用前无需预加热时间,不同种的读数装置适用于不同的应用场合。
四通道的读数装置可进行采样频率达100Hz的动态测试。32通道的数据采集器进行静态测试时,该数据采集器的通道转换的扫描延迟时间为150ms,所有32通道信号可以在少于5s之内读出。单通道读数器进行数据采集处理时,有60000个信号的存储容量且采集速率有20Hz.读数器的分辨率为全量程的0101,其精度为其全量程的01025.每一读数数据可由手动得到或通过RS2232接口将该读出装置连接于计算机上。采集器可用蓄电池供电,使用基于WINDOWS平台下的专用数据采集软件。数据采集器的突出优点是其可以通用,可以连接不同类型的Fabry2Perot原理传感器。只要采集器永久性存储器中输入仪器系列参数,即可读取传感器值。

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