光纤Bragg光栅在古建筑健康监测中的应用研究

"基于光纤Bragg光栅的古建筑结构健康监测技术研究? (2015年)" 本文主要探讨了一种针对古建筑结构健康监测的先进技术，利用光纤Bragg光栅（FBG）传感器和3×3耦合器的M-Z干涉解调技术，结合LabVIEW软件平台，构建了一个全面的监测系统。该系统旨在保护和维护具有历史、文化、艺术和科学研究价值的古建筑。 光纤Bragg光栅是一种特殊的光纤传感器，它能够对环境变化如温度、压力、应变等产生响应，并通过改变光的反射波长来传递这些信息。在古建筑健康监测中，这种传感器可以嵌入到结构内部，无损地监测建筑的微小变形和应力状态。 文章中提到的M-Z干涉解调技术是一种常用的光纤传感信号解调方法，它通过3×3耦合器实现光的分束和重组，形成干涉图案，进而解析出传感器的相位变化。这种技术能有效地分离光源强度变化和干涉条纹对比度变化对测量结果的影响，提高测量的稳定性和准确性。 LabVIEW，全称为LaboratoryVirtualInstrumentEngineeringWorkbench，是一款强大的图形化编程工具，用于数据采集、分析和控制。在这个系统中，LabVIEW被用来实现数据的实时采集、处理、存储以及结果显示，包括波形显示、变化量跟踪、频谱分析和预警功能。这些功能对于及时发现古建筑的潜在问题，预防结构损坏至关重要。 通过实验，设计的光纤光栅应变传感系统显示出良好的性能，相位变化与应变之间呈现高度线性关系，测量误差仅为1.4%，这表明系统的高精度和可靠性。此外，系统的设备成本低，操作简便，对于长期、连续的古建筑健康监测尤其适用。 该项目得到了山西省青年科技研究基金和山西省自然科学基金的支持，体现了学术界和政府对古建筑保护的重视和投入。文章的发表时间是2015年1月，反映了当时在这一领域的最新研究成果和技术应用。 这项研究为古建筑的保护提供了一种高效、精确且经济的监测手段，结合现代光学技术和软件工程，为历史文化遗产的保护提供了有力的技术支撑。