李錢錢 高帥

摘 要：伴隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，各行各業(yè)在經(jīng)濟快速發(fā)展的大背景下都獲得了蓬勃的發(fā)展。經(jīng)濟的快速發(fā)展必然會推動交通運輸行業(yè)的進一步發(fā)展，由此，交通變得越來越發(fā)達，道路橋梁行業(yè)也獲得了一定的進步和發(fā)展。在道路橋梁發(fā)展的過程中，光纖傳感器發(fā)揮著重要的作用，本文主要針對道路橋梁使用過程中光纖傳感器的組成原理以及特點做出簡要的分析，介紹了光纖傳感器的重要作用和意義。

關(guān)鍵詞：道路橋梁；光纖傳感器；應(yīng)用

引言：在道路橋梁行業(yè)施工的過程中，經(jīng)常會利用到光線傳感技術(shù)，這是一種普遍應(yīng)用的技術(shù)。光纖傳感技術(shù)是從70年代中期發(fā)展起來的一門技術(shù)，光纖傳感技術(shù)是伴隨著光纖和光的通信技術(shù)發(fā)展起來的一門新的技術(shù)。光纖傳感器在使用的過程中有很多的優(yōu)點，比如靈敏度高以及耐腐蝕性能強和絕緣等特征，而且結(jié)構(gòu)十分簡單，重量也很輕，在使用的過程中有很多的優(yōu)點和好處，也極大的被應(yīng)用在道路橋梁的施工過程中。

1 光纖傳感器的組成原理

一般情況下，光纖傳感器主要是由光源、光纖和探測器三個部分組成，首先，光源發(fā)出光，然后進入光纖，經(jīng)過光纖之后進到調(diào)制區(qū)，進入調(diào)制區(qū)之后，外界被測量的參數(shù)作用于進入調(diào)制區(qū)內(nèi)的光信號這樣就會改變相關(guān)的光學(xué)的性質(zhì)。光纖傳感器中得到光纖一般都是由纖芯，包層以及塑料護套組成，纖芯和包層都有著不同的折射率，與此同時，樹脂涂層又能夠?qū)饫w起到一定的保護作用。如果按照材料對光纖進行分類，光纖可以分為玻璃光纖和塑料光纖，如果根據(jù)光纖纖芯和包層的折射率分布情況可以分為階躍折射率型光纖以及梯度折射率型光纖這兩種類型。光纖在整個施工的過程中起著至關(guān)重要的作用，光纖能夠?qū)獠ㄆ鸬郊s束和引導(dǎo)的作用，更方便光的傳播，也是一種十分重要的智能的材料。對整個工程的施工有著重要的意義。

2 光纖傳感器的類型

在對光纖傳感器使用的過程中不難發(fā)現(xiàn)，光纖傳感器有很多的類型，一般情況下，把光纖傳感器的類型分為傳感型和傳光型兩種類型。傳感型光纖傳感器還有另一個名稱是功能性光纖傳感器，這種傳感器主要是使用單模光纖進行操作，光纖在使用的過程中，不僅僅發(fā)揮著傳遞光的作用，光纖也是一種敏感的元件，光線在利用光纖本身的傳輸特性經(jīng)被測物理量作用而發(fā)生變化的特點，最終調(diào)節(jié)光導(dǎo)的屬性。針對這樣的現(xiàn)象，這一類的傳感器又可以被分為光強調(diào)制型以及相位調(diào)制型和偏振態(tài)調(diào)制型和波長調(diào)制型的相關(guān)的類型。正是因為光纖本身就是敏感的元件，所以，在使用的過程中，通過加長光纖的長度可以得到更高的靈敏程度。傳光型傳感器是將經(jīng)過被測量的對象所調(diào)制的光信號輸入進到光纖之后，在光信號的作用下進行處理，最終組成相應(yīng)的傳感元件。除此之外，根據(jù)光纖傳感器的測量范圍可以分為三個種類，主要包含點式光纖傳感器，積分式光纖傳感器，以及分布式光纖傳感器這三個種類。

3 光纖傳感技術(shù)和傳統(tǒng)技術(shù)的差距

在橋梁工程建設(shè)的過程中，傳統(tǒng)的檢測技術(shù)一般都是電檢測技術(shù)，大部分的工程施工都會采用這種方式進行檢測，電檢測技術(shù)的應(yīng)用原理就是在橋梁工程的關(guān)鍵部分安裝電阻應(yīng)變片，通過利用這種方式對整個工程進行有效的合理的檢測，通過利用電阻應(yīng)變片和電阻之間的關(guān)系進行合理的準確的測量，最后利用科學(xué)的手段對所測量的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析。在進行電檢測的過程中，電信號作為一種重要的傳輸媒介，利用導(dǎo)線能夠進行有效的傳輸，但是，盡管電檢測被應(yīng)用的十分廣泛，電檢測技術(shù)在使用的過程中存在很大的缺點，最明顯的缺陷就是電檢測技術(shù)受到環(huán)境的影響十分的明顯，受到氣候的影響也比較大，受到外界環(huán)境的影響，電阻可能會增加，很可能發(fā)生短路的現(xiàn)象，在使用的過程中，一旦電路出現(xiàn)老化的現(xiàn)象，可能會出現(xiàn)嚴重的事故。嚴重的情況下可能會發(fā)生火災(zāi)和爆炸等重大事故。所以，在使用光纖技術(shù)的過程中應(yīng)該加以注意，以免出現(xiàn)不必要的事故。相比較電檢測技術(shù)，光纖傳感技術(shù)就擁有很強的優(yōu)點，在某些方面會超越電檢測技術(shù)。在使用光纖傳感技術(shù)得到過程中，傳播的介質(zhì)主要是光信號，光纖是重要的傳輸工具，而且光纖 的制作材料也有很大的優(yōu)點，主要的制作材質(zhì)是絕緣的媒介以及石英玻璃，這種材料就具備絕緣的特性，在高溫的條件下也很難受到影響，對自然環(huán)境的要求比較低，也不容易受到氣候的影響，除了這些重要的影響之外，在使用光纖傳感技術(shù)的過程中，光纖傳感技術(shù)最大的特點在于使用這種技術(shù)不會對道路橋梁的工程造成破壞，也不會影響工程的質(zhì)量，一定程度上會促進整個工程的發(fā)展，總之，利用光纖傳感技術(shù)有很多的好處。也會促進整個工程的發(fā)展和使用。

4 我國光纖傳感技術(shù)的使用現(xiàn)狀

目前，我國很多的道路橋梁在施工的過程中都會利用光纖傳感技術(shù)，因為相比較傳統(tǒng)的檢測技術(shù)相比，光纖傳感技術(shù)有很強的優(yōu)越性。目前我國額度道路橋梁的檢測設(shè)計都是在設(shè)計和施工安裝完成交付使用之后，對橋梁進行定點的檢測，一般的檢測方式都是電檢測的方式，但是隨著科學(xué)技術(shù)的不斷普及以及光纖傳感技術(shù)得到不斷的普及，光纖傳感技術(shù)使用的范圍也變得越來越廣泛。目前，我國很多的大學(xué)以及相關(guān)的施工單位都已經(jīng)對光線傳感器應(yīng)用于橋梁建設(shè)的過程中進行了相關(guān)的理論的研究，而且在實驗的過程中都取得了比較好的成果。在進行實驗的過程中，運用了相關(guān)的波長掃面光源，而且還利用了兩個準直結(jié)構(gòu)的方法，另一個作為傳感干涉儀，這樣一來就實現(xiàn)了很大范圍內(nèi)對間隔進行丈量，而且還會放寬了對光源的穩(wěn)定性和掃描重復(fù)性的要求，這樣就容易使得系統(tǒng)在間隔的長期監(jiān)控丈量的方面有更強烈的優(yōu)勢，使用的范圍也變得越來越廣泛。

結(jié)語

橋梁在施工過程中的施工監(jiān)測，成橋后的結(jié)構(gòu)狀態(tài)監(jiān)測和識別，以及橋梁在長時間運營后的損傷檢測、剩余壽命預(yù)測有助于從根本上消除隱患及避免災(zāi)難性事故的發(fā)生。而要實現(xiàn)這一目標，必須解決的關(guān)鍵問題之就是如何選擇精度高、耐久性好、可進行大范圍分布測量的橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)參數(shù)測量手段。光纖光柵傳感技術(shù)由于具有上述優(yōu)點已經(jīng)成為了橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的重要測試手段這在國內(nèi)外橋梁的一些監(jiān)測實例中已得到了很好的印證。隨著我國經(jīng)濟實力的不斷增強、技術(shù)的不斷進步隨著橋梁工程中新材料、新橋型、新施工工藝的逐步應(yīng)用以光纖光柵傳感技術(shù)為核心的橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用將會很快在我國變成現(xiàn)實。更好的促進道路橋梁行業(yè)的發(fā)展。

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作者簡介：

李錢錢（1996.11.18）女，漢族，四川省巴中市，上海理工大學(xué)本科生，研究方向：光電信息科學(xué)與工程

鄭州大學(xué)本科生：高帥（1995.02.24）男，漢族，山西省大同市，本科生，研究方向：道路橋梁與渡河工程