昊衡科技分享測試案例。將分布式傳感光纖布設(shè)于不連續(xù)管道外壁,采用OFDR分布式光纖傳感設(shè)備監(jiān)測管道變形過程中光纖的軸向應(yīng)變;將光纖監(jiān)測數(shù)據(jù)與千分表實測數(shù)據(jù)相對比,驗證計算結(jié)果的有效性。使用OSI分布式光纖傳感系統(tǒng),提高了監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性。
試驗過程中千分表和OFDR設(shè)備對管道豎向錯開變形量和光纖軸向微應(yīng)變進行連續(xù)自動采集。試驗采用OSI型OFDR分布式光纖解調(diào)儀,監(jiān)測80m范圍內(nèi)光纖沿線的微應(yīng)變,應(yīng)變測量精度為±1.0με,最高空間分辨率可達1mm,應(yīng)變測量范圍為±15000με,最低測量間隔為3s。
圖1 光纖軸向布設(shè)示意圖
光纖在橫截面方向分別在0°、90°、180°、270°的位置布設(shè),每段光纖在兩管連接處左、右兩側(cè)5cm處用膠水進行定位處理,光纖軸向布設(shè)方法見圖1,光纖橫截面布設(shè)方法見圖2。
圖2 光纖截面布設(shè)示意圖
千分表量程1cm,精度0.001mm,千分表從左到右依次編號為1號、2號、3號、4號、5號、6號,試驗過程分為懸臂梁試驗、剪切試驗、填土試驗三部分,均在3號和4號千分表之間的位置進行加壓,但加壓方式有所不同。
圖3 填土試驗過程
填土試驗通過對上覆土層施加重物對管道加壓,氣囊放氣過程等效為加壓過程;剪切試驗通過調(diào)節(jié)升降臺高度控制管道的豎向位移;懸臂梁試驗采用懸掛重物的方式加壓。
測試結(jié)果
室內(nèi)試驗過程中,采用OSI型分布式光纖解調(diào)儀,對光纖的軸向位移進行持續(xù)監(jiān)測,結(jié)果如下:
圖4 剪切試驗應(yīng)變數(shù)據(jù)
從剪切試驗應(yīng)變曲線(見圖4)中可以發(fā)現(xiàn)四個明顯的峰值,從左到右依次代表左側(cè)、下側(cè)、右側(cè)和上側(cè)錯開處,每一級曲線中峰值大小隨加載級數(shù)增加而增大。觀察發(fā)現(xiàn)在左側(cè)接縫(3.64m)處的峰值為負(fù)值,分析是在粘貼光纖時自由段光纖未進行足夠預(yù)拉,導(dǎo)致試驗過程中自由段光纖發(fā)生收縮,在應(yīng)變數(shù)據(jù)上體現(xiàn)為負(fù)值。完整測試過程及結(jié)果,詳見基于OFDR的不連續(xù)管道豎向錯開變形定量監(jiān)測。
來源:《防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報》
基于OFDR的不連續(xù)管道豎向錯開變形定量監(jiān)測作者:楊曉蔚1,劉 春1,2,張曉宇1,樂天呈11. 南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院2. 南京大學(xué)(蘇州)高新技術(shù)研究院
新聞來源:昊衡科技