光电检测技术在工程中的应用论文

光纤检测技术在地铁工程中的应用有哪些呢，下面中达咨询招投标老师为你解答以供参考。光纤检测技术是上世纪七十年代伴随着光导纤维及光纤通信技术的发展而迅速发展起来的一种以光为载体、光纤为媒介、感知和传输外界信号(被测量)的新型检测技术,具有(准)分布式、长距离、实时性、耐腐蚀、抗电磁、轻便灵巧等优点,因而被广泛应用于航空、航天等领域。自20世纪90年代以来,美国、加拿大、日本、德国及英国等发达国家,纷纷将光纤检测技术应用于大坝、桥梁、电站及高层建筑物等大型民用基础设施的安全检测中,取得了令人鼓舞的进展,展示了光明的前景。光纤传感技术被国际上公认为结构安全检测最有前途、最理想的手段。正因为如此,光纤检测技术也引起隧道结构检测界的广泛重视,成为目前检测技术的研究重点。1光纤检测的基本原理1.1光纤及其结构光纤(opticfiber),光导纤维的简称,一般由纤芯(core)、包层(cladding)、涂敷层(coating)和护套(jacket)构成,是一种多层介质结构的对称柱体光学纤维。光纤的一般结构如图1所示。纤芯和包层为光纤结构的主体,对光波的传播起着决定性作用。涂敷层与护套则主要用于隔离杂光,提高光纤强度,保护光纤。在特殊应用场合不加涂敷层与护套,为裸体光纤,简称裸纤。纤芯直径一般为5~75μm,材料主体为二氧化硅,其中掺杂极微量其他材料,如二氧化锗、五氧化二磷等,以提高纤芯的化学折射率。包层为紧贴纤芯的材料层,其光学折射率稍小于纤芯材料。根据需要,包层可以是一层,也可以是折射率稍有差异的二层或多层。包层总直径一般约100~200μm。包层材料一般也是二氧化硅,但其中微量参杂物一般为三氧化二硼或四氧化二硅,以降低包层的光学折射率。涂敷层的材料一般为硅酮或丙烯酸盐,一般用于隔离杂光和保护光纤,还能使光纤的机械变形量对某种外来作用量更敏感(增敏作用),或对外来作用量变得不敏感(退敏作用),以获得待测量对光纤的最佳作用。护套的材料一般为尼龙或其他有机材料,用于增加光纤的机械强度,保护光纤。1.2光纤传感器及其工作原理光纤光栅传感器主要用Bragg光纤光栅或其它类型光纤光栅(如长周期光纤光栅、啁啾光纤光栅等)Bragg光纤光栅基本结构如图2所示,纤芯中的条纹代表折射率的周期性变化。所用光纤是一种在纤芯中搀有光敏材料(如锗、硼等)的特殊光纤。紫外曝光会使纤芯的折射率增加。光纤光栅就是利用光敏光纤的这一特性,用位相模板法或全息干涉法用紫外激光器将光栅从光纤侧面写入纤芯的。根据入射光、反射光、透射光及与之相关的能量和动量守恒定律得Bragg的反射波长。光纤传感基本原理图见图3。1.3光纤检测系统的组成光纤光栅检测系统主要包括光纤光栅传感器及传感测量两部分。传感测量部分主要包括探测光源即宽带光源或LED、光纤光栅波长分析器、光纤光栅波长和光强的光电接受放大、数据处理、网络控制和传输、计算机显示、输出及储存。2测试方法及设备2.1光纤传感器实际应用测试方法首先根据测试对象(测试参数、测试范围、介质环境等)制作bragg光栅,并进行参数标定,然后将光栅进行套管封装。根据施工方案,将光栅和足够长度的光纤焊接在一起,光栅与传输光纤采用熔接法连接,焊接完毕后进行通光试验,检测连接质量。将光栅粘贴在测试部位,同时应对包层、涂敷层、护套进行粘贴或使用卡子固定。对光栅进行测量,做好标记和记录。光栅测试根据不同的测试参数,采用不同的检测分析仪,如测量对象的应变量,可采用光纤光栅应变传感测试仪。光纤光栅应变传感测试仪集探测光源、光纤光栅波长分析器、数据处理、网络控制和传输等于一体,可实现监测数据的现场和远程采集,并可对测试数据进行在线分析。2.2所用设备2.2.1光纤见图1。2.2.2光纤传感器光纤光栅传感头主要用Bragg光纤光栅或其它类型光纤光栅(如长周期光纤光栅等)。Bragg波长随温度T或应变ε的变化而变化。温度T和应变ε可以是很多不同的物理量(如压力、形变、电流、电压、振动、速度、加速度、流量等等)的函数,故而测量光栅反射波长的变化就可以计算出相应的待测物理量的变化。目前地下工程中常用的光纤传感器有温度传感器、混凝土应变传感器及钢筋应力传感器。3地铁工程中的应用结合国内某暗挖地铁车站隧道,利用光纤检测技术对隧道开挖时的初期支护进行检测,内容主要围绕初支的内力展开,通过对初支的内力监测,探讨隧道初期支护及其周边围岩压力的变化规律。共选取了温度、喷射混凝土应变以及初支钢拱架内力三个项目进行检测。检测断面及测点布置如图7。每个断面设计铺设6个钢筋应力计传感器、2个混凝土应变计和1个温度传感器,其中钢筋应力计传感器留有2个冗余。其中每个拱架的外侧(和围岩接触)焊接2个钢筋应力计,位置约在三分之一处;2个混凝土应变计对称埋设在拱顶;温度传感器直接放在边墙上。每个传感器的信号传输光纤都经过熔接,并从初支两边墙引出后进行串连。共埋设了两个断面进行测试比较。光纤传感器现场焊接及保护情况见图8,隧道现场安装见图9。断面埋设完毕后,历经两个月的测试,取得了大量的测试数据,在地铁工程中,光纤检测技术取得了成功,达到了较好的效果。4结论与展望光纤检测技术以其独特的优势在检测界备受青睐,引入我国仅仅几年时间就在多个领域得到推广应用。本次在城市地铁工程中的成功应用,更显示出光纤传感器测试数据稳定、漂移小等优点,历经三个月地下水侵蚀,未出现因传感器腐蚀而破坏或数据大幅漂移现象。证实了光纤传感器耐腐蚀,能够在恶劣环境下长期监测等特点。在我国地铁建设日新月异的今天,光纤检测技术必将发挥更大的作用。通过本次应用,也发现了在光纤传感器的国产化、标准化、仪器设备的便携化以及现场传感器的保护方面尚有不足,需要进行更多更深的研究。更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作，提升中标率，您可以点击底部官网客服免费咨询：

工程测量技术论文

测量也是一项精确的工作，通过测量学的学习和实习，在我的脑海中形成了一个基本的测量学的轮廓。如下是我给大家整理的工程测量技术论文，希望对大家有所作用。

我国工程测量科技进步很大，发展很快，取得了显著成绩；但是发展还很不平衡，尚跟不上国民经济建设发展和社会进步的需要。摆在我们面前的任务是：大力促进工程测量技术方法与手段的更新换代，积极推动新技术的推广与应用，充分利用控制测量技术、地形图测绘技术、全站仪野外数字测图、摄影测量技术、高分辨率遥感技术等等，把传统的手工测量向电子化、数字化、自动化方向发展。

一、全站仪野外数字测图

全站仪大比例尺数字测图实现了从野外数据采集、处理到绘图过程的自动化和一体化。国内已研制和开发了许多各具特色的大比例尺野外成图软件，比较有代表性的包括清华山维公司的EPSW系统、南方测绘公司的CASS系统、广州开思测绘软件有限公司的SCSG系统。这些系统已在国内生产单位中得到比较广泛的应用。论文参考网。

近年来测绘界提出的“高端全站仪”，要求它不仅能适用于各种测量工作，而且还能用作“单人全站仪”，即只需一人便可进行测图作业，而且在观测点处作业。在这种情况下，为获得高质量的观测成果，对仪器就要提出新的要求。

二、摄影测量技术的发展及其在大比例尺地形图中的应用

当测绘的面积较大或测区条件困难时，使用摄影测量技术包(括航空摄影测量和地面摄影测量进)行地形测绘是一种常用的方法。最近若干年来，摄影测量技术有了两个重大突破，第一是数字摄影测量技术趋于成熟并实际投入应用；第二是GPS的出现使得摄影测量的外业控制变得简单。它们都使得摄影测量方法的经济性和效率大大提高，竞争力和生命力进一步加强。

数字摄影测量也称为软拷贝摄影测量，它从根本上改变了摄影测量对价格昂贵、光机结构复杂的专门测图仪器的依赖，是摄影测量领域的一次革命。论文参考网。基于微机的数字摄影测量系统目前可以高效率、高质量地完成自动定向、空中三角测量、自动数字地面模型生成、自动正射影像图制作和交互式数字测图以及三维景观模型采集等一系列作业，精度与通常的解析测图仪相当。虽然现在的系统尚存在不少缺陷，但数字摄影测量已成为摄影测量的技术主流。

三、高分辨率遥感技术在大比例尺测图中的应用

遥感技术在资源与环境、灾害监测、小比例尺制图等领域均有成功的应用。但由于遥感图像的分辨率较低，难以用于大比例尺制图。近年来，由于新型高分辨率卫星遥感图片的出现，为城市或区域大比例尺制图提供了一种新的数据源。IKONOS卫星于1999年9月24日发射成功，是世界上第一颗提供高分辨率卫星影像的商业遥感卫星。可以提供地面分辨率达1m的IKONOS数字图像，该图像可以用于制作1∶10000比例尺的数字正射影像图、数字地面模型和数字线划图。QuickBird是Digital Globel公司于2001年10月18日在美国发射成功的高分辨率商业遥感卫星，QuickBird在地面的分辨率为0.61m，能够满足更专业、更广泛应用领域的遥感用户，为用户提供更好、更快的遥感信息源服务。2007年9月18日，Digital Globel公司宣布在加州的范登堡空军基地成功发射了一颗05.m级分辨率的商业卫星W:orldView-1，WorldView-1为当今世界最具敏捷性的一颗商业卫星，这是2007年波音航空公司为Digital－Globel公司继QuickBird后成功发射的第二颗商业卫星，该图像完全满足制作11∶0000比例尺的数字正射影像图、数字地面模型和数字线划图，也可望在15∶000地形图的修测中发挥积极的作用。

四、其它的地形测图技术

其它的地形测图技术主要是指将GPS与其它传感器集成于一定运载工具上而形成的数字测图技术及直接利用GPS测图的技术。主要包括:

1(机)载激光雷达系统。论文参考网。激光雷达技术是近数十年来摄影测量与遥感领域最具革命性的成就之一，是目前最先进的对地摄影测量系统。在DGPS、IMU支持下，激光扫描系统通过激光扫描器和距离传感器，经由微计算机对测量资料进行内部处理，显示或存储、输出距离和角度等资料，并与距离传感器获取的数据相匹配，经过相应软件进行一系列处理来获取被测目标的表面形态和三维坐标数据，从而进行各种量算或建立立体模型。该技术的最初目的主要是获取困难地区的数字高程模型(DEM数)据。在这些困难地区，例如森林，沙滩等，使用常规摄影测量方法费时、费力，很难获取高精度的地面高程模型数据。使用机载激光雷达系统，可以高效、高精度地直接获取地面的数字高程模型数据。

2(水)下测绘系统。该系统是一种移动测绘系统，主要由GPS接收机、自动测深仪、数据采集软件和通讯设备等组成，平面测绘精度取决于GPS的作业方式和接收机的性能，高程精度则与测深仪有关。它们已在大比例尺水下地形测量实践中得到了广泛的应用，国内代表的产品有中海达水下测绘系统、南方水下测绘系统。3(R)TK数字测图技术。随着实时动态差分RTK技术的进一步完善，人们提出了RTK测图的设想，就是将RTK当成全站仪，配置相应的支持软件直接用于测图，该方法在地物稀少、植被覆盖不厚的测区中具有良好的应用前景。

五、结语

GPS已成为建立平面控制网的一种常用手段。可以说，GPS技术的发展和应用是本世纪测绘领域最辉煌的.成就之一。随着差分GPS定位技术的发展与应用，不仅是高等级的首级网和加密网，就连图根点和航空摄影测量像控点的测定也广泛采用了GPS。在许多地形测量项目中，光电测距导线早已成为一种最基本的控制测量方法。特别是当使用全站仪时，可以将低等级的图根控制与细部地形测量同步进行，从而提高总体作业效率。徕卡公司最新推出的全站仪与GPS完美结合，是集成了GPS功能的高性能全站仪(超站仪，)无需控制点、长导线和后方交会等工作，直接使用GPS确定该点的三维坐标，然后就可以使用全站仪进行测图、放样等工作。高程控制测量过去一直沿用几何水准测量的方法，这种方法耗时费力，效率较低。本世纪六七十年代以来，随着电磁波测距技术的发展，产生了电子测距三角高程测量，国内外在这方面均做了大量的理论研究和实验论证工作，目前电子测距三角高程测量已可以代替三、四等水准测量，大部分规范也已采纳了这些成果。电子测距三角高程测量无疑是几何水准测量很好的补充手段。同时，随着GPS在平面控制测量上日益广泛的应用，关于GPS在高程控制测量领域的应用研究也掀起了热潮。大比例尺地形图主要指的是15∶00～1∶10000比例尺的地形图。传统的地形图一般均是指线划图，这里不仅指线划图，而且还包括另一种极具应用潜力的图种:影像图D(EM、DOM、DTM等。)目前，数字地形图包(括数字线划图、数字正射影像图等)已取代传统的模拟地形图，成为地形测量的主要产品。

参考文献

[1] 张冰,王铁生,高丽峰. GPS高程拟合模型在带状区域中的应用[J]人民黄河, 2009,(07) .

[2] 王颖,袁铭,严勇,凡亦文. 苏州市GPS水准拟合方法的研究[J]苏州科技学院学报, 2006,(04) .

[3] 熊小莉,吴迪军. GPS高程拟合模型的精度分析[J]铁道勘察, 2007,(02) .