[发明专利]基于光纤传感的桥梁拉索索力在线检测方法与系统

摘要

本发明提供一种基于光纤传感的桥梁拉索索力在线检测系统，包括光纤光栅振动传感器组、光纤光栅振动解调仪和拉索振动信号处理单元，光纤光栅振动传感器组包括串联在同一根光纤上的若干个光纤光栅振动传感器，每个光纤光栅振动传感器基于悬臂梁结构和双光栅匹配法设计，采用啁啾光栅代替布拉格光栅，扩大了传感器的检测范围，提高了传感器的稳定性和抗干扰能力，同时降低了传感器的制作难度；光纤光栅振动解调仪基于边沿滤波解调原理设计，并采用波分复用技术实现拉索索力的分布式测量，使一路光纤信号中可以复用多个光纤光栅振动传感器，提高了系统的检测能力，使拉索索力的分布式测量成为可能，为大跨度桥梁拉索的在线检测提供更可靠的技术手段。

主权项

一种基于光纤传感的桥梁拉索索力在线检测系统，包括依次连接的光纤光栅振动传感器组、光纤光栅振动解调仪和拉索振动信号处理单元，其特征在于：所述的光纤光栅振动传感器组包括串联在同一根光纤上的若干个光纤光栅振动传感器，每个光纤光栅振动传感器包括设置在桥梁拉索上的悬臂梁，悬臂梁的末端连接有质量块，悬臂梁的上下表面对称设有一对啁啾光栅，2个啁啾光栅位于一根光纤上；所述的光纤光栅振动解调仪包括宽带光源、耦合器、波分复用器和光电探测器阵列，宽带光源的光经耦合器进入光纤光栅振动传感器组，光纤光栅振动传感器组返回的光信号经过光耦合器进入波分复用器，波分复用器的输出端通过光电探测器阵列将光信号转换为电信号再输入给所述的拉索振动信号处理单元；所述的波分复用器包含一个输入端和n个输出端，输出n个位于不同波段的光，光波带宽大于光纤光栅振动传感器组反射谱的最大带宽，每个输出端连接一个光电探测器，n个光电探测器构成所述的光电探测器阵列；所述的啁啾光栅均采用两点粘贴的方式安装在悬臂梁的上下表面，且施加预应力，波长变化量控制在1±0.1nm范围内。