基于虚拟仪器技术的基坑光纤光栅监测系统
基于虚拟仪器的高温压力管道光纤光栅应变监测软件设计
关键词 ： 长周期光 纤光栅 ； 高温管道 ； Ｌ ａ ： Ｔ Ｐ ２ ７ ７ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ２—１ ８ ４ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３— ０ ０ ４ ７— ０ ３
２ ０ １ ３焦
仪 表 技 术 与 传 感 器
Ｉ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｍｅ ｎ ｔ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｑ ｕ ｅ ａ ｎ ｄ Ｓ ｅ ｎ ｓ ｏ ｒ
２ ０ １ ３ Ｎ ｏ ． ３
第 ３期
基 于虚 拟仪 器 的 高温 压 力 管道 光 纤 光栅 应 变 监测 软 件 设计
ｗ ａ ｓ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｅ ｄ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｈｅ ｔ ｈ ｉ ｇ ｈ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ Ｌ Ｆ Ｂ Ｇ ｔ Ｏ ｍｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｓ ｔ ｒ ａ ｉ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｈ ｉ ｇ ｈ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｐ ｉ ｐ ｅ ｌ ｉ ｎ ｅ ｉ ｎ ｒ ｅ ｌ— ａ ｔ ｉ ｍｅ ． Ｏ ｎ ｈｅ ｔ ｂ ａ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｏ ｐ ｔ ｉ ｃ ｌ ａ ｉ ｆ ｂ ｅ ｒ ｇ ｒ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｄ ｅ ｍｏ ｄ ｕ ｌ ａ ｔ ｏ ｒ ， ａ ｃ ｏ ｍｐ ｕ ｔ ｅ ｒ ｍｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｉ ｒ ｎ ｇ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｗａ ｓ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ｔ ｏ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｍｏ ｄ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｓ ｉ ｇ ｎ ｌｓ ａ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｈ ｉ ｇ ｈ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ｐ ｉ ｐ ｅ ｌ ｉ ｎ ｅ， ｎｄ ａ ｔ ｈ ｉ ｓ ｍｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｉ ｒ ｎ ｇ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｗａ ｓ ｗ ｒ ｉ ｔ ｔ ｅ ｎ ｉ ｎ Ｌ ａ ｂ ＶＩ Ｅ Ｗ ， ｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｄ ｉ ｎ ｇ ｓ ｉ ｇ ｎ ｌ ａ ａ ｎ ｌｙ ａ ｓ ｉ ｓ ， ｒ ｅ ａ ｌ — ｔ ｉ ｍｅ ａ — ｌ ａ ｒ ｍ， ａ ｎ ｄ ｄ ａ ｔ ａ ｍａ ｎ ｇｅ ａ ｍｅ ｎ ｔ ， ｍｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｒ ｉ ｎ ｇ ｓ ｔ ａ ｔ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ， ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｅ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｏ ｔ ｈ ｅ ｒ ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ． Ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｎａ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｒ ａ ｉ ｎ ｔ ｈ ｒ ｅ ｓ ｈ ・ ｏ ｌ ｄ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ， ｔ ｈ ｅ ｔ ｏ ｔ ａ ｌ ｓ ｔ ｒ ａ ｉ ｎ ａ ｎ ｄ ｓ ｒ ｔ ａ ｉ ｎ ｒ ａ ｔ ｅ Ｗ ｓ ａ ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍｍｅ ｄ， ｔ ｏ ｒ ｅ ｌｉ ａ ｚ ｅ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｌ— ａ ｔ ｉ ｍｅ ｍｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｉ ｒ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｅ ａ ｒ ｌ ｙ ｗ ａ ｒ ｎ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｌｓ ａ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： Ｌ Ｐ Ｆ Ｇ； ｈ ｉ ｇ ｈ － ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｐ ｉ ｐ ｅ ｌ ｉ ｎ ｅ ； Ｌ ａ ｂ ＶＩ ＥＷ ； ｓ ｔ ｒ ａ ｉ ｎ； ｍｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｉ ｒ ｎ ｇ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗ ａ ｒ ｅ
基于LabVIEW的光纤光栅传感监测软件
基于LabVIEW的光纤光栅传感监测软件摘要：基于LabVIEW的光纤光栅传感监测软件，可以实现数据采集、存储、显示和报警等功能。
该软件界面清晰易懂、使用方便、功能扩展性强、运行稳定，可以在安全监测方面发挥重要的作用，同时推进了光纤光栅传感器在生活中的应用。
关键词：光纤光栅传感器；虚拟仪器；数据库中图分类号：TP311 文献标识码：A随着技术的发展，光纤光栅传感器广泛地应用在各个领域，如电力电网、桥梁隧道、石油化工、航空航天，实现了高精度、远距离、分布式和长期性监测的技术要求。
本文针对光纤光栅传感系统，提出了一种基于虚拟仪器技术的监测软件的设计与实现方法。
为实际工程的管理提供了更加可靠的技术保障，具有广阔的应用前景。
1 光纤光栅传感技术光纤光栅是利用紫外光改变光纤材料性质，在光纤上制作成的一种光学无源器件，光纤光栅传感技术是利用测量环境对光纤的影响，将所探测的物理量转化成光束波长的一种新一代光学传感技术。
光纤光栅的传感过程可以依据耦合模理论分析。
当光入射到光纤光栅后，对于满足布拉格条件的入射光会发生反射，该反射光谱在布拉格波长位置处出现峰值，其波长公式为λB=2neffΛ。
当外界因素发生变化时，会引起光纤光栅发生微小形变，使Λ或neff发生变化，致使光纤光栅的中心波长值发生改变，产生传感效应，然后由该波长值即可以计算出待测物理场的变化。
2 虚拟仪器虚拟仪器采用特定软件在计算机屏幕上构成仪器面板，同时配置相应硬件，使计算机可以完成多种仪器功能。
虚拟仪器的实质就是充分利用计算机技术来实现和扩展传统仪器的功能。
LabVIEW是由美国NI公司开发和推出的，是虚拟仪器软件开发工具之一，可以应用在实验室、研究所和工业界。
该软件采用的编程方式基于图形化，提供了大量的工具和库函数，满足了数据的采集、分析、显示以及存储；软件中采用向导式工具，通过提示进行一步步操作，完成与仪器的连接和参数的设置。
3 监测软件组成3.1 数据采集实验采用的解调仪器是通过TCP网络接口与LabVIEW 软件进行数据交换的。
光纤光栅温度监测系统在矿井下的应用
光纤光栅温度监测系统在矿井下的应用
光纤光栅温度监测系统是一种实时、可靠、安全、高效的温度监测技术，它通过在光
纤光栅中引入热敏元件，将光纤光栅转换成温度传感器，实现对环境温度的实时监测。
该
技术在矿井下的应用，可以有效的预防和处理煤矿火灾、瓦斯爆炸等矿井安全事故，提高
了矿井安全的水平。
一般来说，光纤光栅温度监测系统主要由光纤光栅传感器、光源与检测系统、数据采
集与处理系统组成。
其中，光纤光栅传感器是该系统的核心部件，其采用光纤光栅技术和
热敏元件结合，可以测量出矿井内部温度的分布情况，不仅具有高精度、高灵敏度、高稳
定性、高防护等优点，而且可以远距离、连续、实时地获取温度数据，并实现可视化管理
和报警处理。
在应用方面，光纤光栅温度监测系统可以分布式安装于煤矿的巷道、沟槽、洞穴等重
点部位，通过对煤矿内部温度的实时监测，可以及时发现和判别矿井内部的温度异常，对
可能导致的事故进行及时预警处理。
具体应用场景如下：
1.煤矿巷道的温度监测。
煤矿巷道是煤矿生产的主要区域，巷道的温度变化对煤矿生产的安全和效率均有很大
影响。
通过在巷道内安装光纤光栅传感器，可以实时监测巷道内部的温度变化，及时发现
和处理可能导致煤矿事故的温度异常情况。
总之，光纤光栅温度监测系统在矿井下的应用，可以实现对煤矿整体环境的实时监测，提前预防和处理潜在的煤矿事故，保障煤矿生产的安全和高效。
基于虚拟仪器的光纤光栅温度传感系统设计
收稿日期:2007-04-11. 光电技术应用基于虚拟仪器的光纤光栅温度传感系统设计常天英,贾 磊,隋青美(山东大学控制科学与工程学院光纤传感技术工程研究中心,山东济南250061)摘 要: 在简要阐述虚拟仪器技术Labview7.1和光纤光栅测温原理的前提下,介绍了一种基于虚拟仪器技术的光纤光栅温度传感系统,包括系统的硬件和软件结构。
重点说明了如何利用虚拟仪器工作平台(Labview7.1)来实现数据的采集、处理、显示、保存以及查询等功能,从而快速、智能化地实现光纤光栅波长移位的检测,进而得到准确的被测对象温度曲线。
该系统具有界面形象、操作方便、可靠性高、功能全和可扩展性强等优点。
关键词: 虚拟仪器;光纤光栅;解调模块;温度中图分类号:TP212 文献标识码:A 文章编号:1001-5868(2008)01-0140-03Design of Optical Fiber G rating T emperature Sensing System B ased on Virtu al InstrumentCHAN G Tian 2ying ,J IA Lei ,SU I Qing 2mei(Optical Fiber Sensor T echnology and E ngineering R esearch Center ,School of ControlScience and E ngineering ,Shandong U niversity ,Jinan 250061,CHN )Abstract : As t he virt ual instrument technology Labview7.1and t he p rinciple of t he optical fiber grating sensing temperat ure were instructed briefly ,t he optical fiber grating temperat ure sensing system based o n t he virt ual inst rument technology was int roduced ,including t he hardware and software of t he system.The text focused on how to use t he virt ual inst rument platform to realize t he f unctions ,such as data acquisition ,p rocessing ,display ,p reservation and inquiry ,so t hat t he shift of t he optical fiber grating πs wavelengt h could be detected fast and intelligently.Thus t he exact temperat ure curve of t he measured object was able to be obtained.The system has a lot of advantages ,such as Image interface ,easy operation ,high reliability ,scalability and st rong f unctionality.K ey w ords : virt ual inst rument ;optical fiber grating ;demodulation module ;temperat ure1 引言虚拟仪器是一个按照仪器需求组织的数据采集系统,目前在这一领域内,使用最为广泛的计算机语言和开发环境是美国Ni 公司的LabV IEW ,它是一个高效的图形化程序设计环境,在这种环境下编程者无需编写任何文本格式的代码,而且具有丰富的数据采集、分析及存储的库函数,是一种创新的仪器设计思想,成为设计复杂测试系统的主要手段。
基于LabVIEW的光纤光栅传感解调系统的研究
２
和 非平衡 Ｍ—（ ｃ—ｅｎ ｅ） 涉解 调法 、Ｍｉｈｌ ＺＭａｈＺ ｈ ｄｒ干 ｃｅ ｓｎ干 涉解 调法 、双 腔干 涉 查询 解调 法 、环境 干涉 ｏ
本设 计基 于 Ｌ ｂ ＥＷ 可视 化界 面技 术和 光 纤 Ｂ ａ ｇ光栅 波 长解调 的原理 ，对 ａ ＶＩ ｒｇ
微 型 光 谱解调 分析模 块 的 数据 采集 系统进 行 深入研 究。并介 绍 在 Ｌ ｂ Ｅ 平 台下进行 ａ ＶＩ Ｗ 串行 通信 采集 Ｆ ＢＧ传 感温度 信号和 数据 处理 的技 术 ， 形成 基于 Ｌ ｂ Ｅ 友 好界 面、功 ａ ＶＩ Ｗ 能完备 的光纤 光栅解 调 系统 ， 得较好 的试 验效 果 。同时解 决普 通光谱 解调 设备成 本 高、 取
体 积庞 大和 只 简单显 示波 长的难题 。 关 键词 光纤 Ｂ ａ ｇ光栅 （Ｂ ｒｇ Ｆ Ｇ） Ｌ ｂ Ｅ ａＶＩ Ｗ 解 调 线性拟 合 过放 大 滤 波 和 Ｐ Ｃ单 片机 处理 后经 串 口输 人 Ｌ ｂ Ｉ ａ—
引
言
电力 电缆 接 头 是 电缆 安 全 运行 中最 薄 弱 的改变 】
＝
Ａ 一 １ｖ。 １△ ８Ｔ ３ 譬 ２（＋２ ￡ ＋Ａ｝（ －ｐ Ｐ】 ＋ ］ ） ） ）
其 中，Ｐｉ 光纤 材 料 的弹 光 张量 分量 ， ｉ 是 ａ是 光纤 材 料 的热膨 胀系数 ，Ａ ￡和 △ 分 别为 应变变化 和温
解调 法 、光 栅色散 Ｃ ＣＤ 跟踪检 测法 等 。本 设计基
料， ５ × ０ｎ ／ ，ｎ ２ｖ １ｐ） ． ， 口 ． １ ｍ￣ － 一（ ＋ ｌ ０２ ５ ～ Ｃ ２ ２ ］
基于光纤光栅的路基沉降变形监测系统及其安装方法与制作流程
本技术公开了一种基于光纤光栅的路基沉降变形监测系统，包括光纤光栅解调仪、与解调仪连接的电源装置和接收设备，还包括与解调仪连接的光纤光栅沉降计、与沉降计顶部连接的支撑装置，以及与沉降计底部连接的沉降装置；沉降装置通过支撑装置固定在铺垫层上，沉降计与沉降装置同步向下沉降变形，解调仪对沉降装置的下沉引起沉降计内光纤光栅波长的变形进行分析后，将波长信号传输给接收设备。
系统安装时，将支撑装置与沉降计顶部固定；沉降底座与沉降计底部固定，底座的下沉带动沉降计底部拉伸，从而实现光纤光栅对变形的监测。
与现有技术相比，本技术与软基土体一起协同变形并且精确监测位移变化，具有抗电磁干扰、灵敏度高等优点。
技术要求1.一种基于光纤光栅的路基沉降变形监测系统，包括光纤光栅解调仪(6)、与解调仪(6)相连接的电源装置和接收设备，其特征在于：还包括与光纤光栅解调仪(6)通过光纤光栅引线(38)连接的光纤光栅沉降计(3)、与光纤光栅沉降计(3)顶部固定连接的支撑装置(1)，以及与光纤光栅沉降计(3)底部固定连接的沉降装置(2)；所述沉降装置(2)通过支撑装置(1)固定在地面铺垫层(5)上，所述光纤光栅沉降计(3)与沉降装置(2)同步向下沉降变形，所述光纤光栅解调仪(6)对沉降装置(2)的下沉引起光纤光栅沉降计(3)内光纤光栅波长的变形进行分析后，将波长信号传输给接收设备。
2.根据权利要求1所述的基于光纤光栅的路基沉降变形监测系统，其特征在于：所述光纤光栅沉降计(3)包括顶部不动段(37)、底部拉伸段和两根光纤光栅引线(38)；所述顶部不动段(37)与支撑装置(1)通过固定夹具(4)连接固定，所述底部拉伸段下端与沉降装置(2)固定连接，所述光纤光栅引线(38)与温度补偿传感器(39)连接。
3.根据权利要求2所述的基于光纤光栅的路基沉降变形监测系统，其特征在于：所述底部拉伸段包括通过圆盘(31)固定在底座(21)上的底部拉伸杆(32)和拉伸杆保护管(35)，所述底部拉伸杆(32)内含金属丝(33)，所述金属丝(33)周围含有柔性填充物(34)，金属丝(33)随着沉降装置(2)的下沉而拉伸，进而带动顶部不动段(37)内光纤光栅的变形。
基于光纤光栅传感技术的变电站监测系统设计与实现
基于光纤光栅传感技术的变电站监测系统设计与实现变电站是电力系统中的重要组成部分，为了保证变电站的安全稳定运行，需要对其进行监测和检测。
随着科技的发展，光纤光栅传感技术被广泛应用于变电站监测系统中，其具有高精度、实时性强、抗干扰能力强等优点。
光纤光栅传感技术是一种基于光纤光栅传感元件的物理传感技术，通过光纤光栅传感元件对被测物理量进行测量和检测。
在变电站监测系统中，光纤光栅传感技术可以应用于电力设备温度、应力、振动等多种参数的监测。
首先，基于光纤光栅传感技术的变电站监测系统需要一个完整的硬件系统。
这个系统主要包括传感器、光源、检测仪器等部件组成。
传感器是光纤光栅传感技术中的核心部分，通过将光纤光栅传感元件与体温传感器、弯曲传感器等相结合，可以实现对变电站中电力设备的温度、应力等参数的实时监测。
光源是提供光纤传感器工作所需的光源，常用的光源有激光器、LED等。
检测仪器用于接收和解读光纤光栅传感器中的光信号，并将其转化为数字信号进行处理和分析。
其次，基于光纤光栅传感技术的变电站监测系统需要一个有效的数据采集和处理系统。
这个系统包括了数据采集装置、数据传输装置和数据处理装置。
数据采集装置用于采集传感器中收集到的数据，并将数据进行初步的处理和分析，然后将数据传输给数据处理装置。
数据传输装置主要负责将采集到的数据传输到数据处理装置，这可以通过有线或无线通信实现。
数据处理装置则是对传感器中采集到的数据进行深入处理、分析和建模，以便实现对变电站运行状态的监测和预测。
再次，基于光纤光栅传感技术的变电站监测系统需要一个可靠的数据存储和管理系统。
在实际运行中，系统将采集到的数据存储到数据库中，并建立相应的数据管理系统。
这个系统能够对数据进行分类、整理、存储，并提供数据查询和检索功能，以方便用户随时获取所需数据。
最后，基于光纤光栅传感技术的变电站监测系统还需要一个友好的用户界面。
这个用户界面应该能够直观地展示变电站的运行状态，包括实时数据、历史数据、趋势分析等。
基于光纤光栅的基坑施工监测施工工法(2)
基于光纤光栅的基坑施工监测施工工法基于光纤光栅的基坑施工监测施工工法一、前言基坑工程是城市建设中常见的工程类型之一，为了保证基坑工程的安全和稳定，需要进行全面的监测工作。
基于光纤光栅技术的基坑施工监测工法，通过布设光纤光栅传感器，能够实时、连续、动态地监测基坑周边环境的变化，为施工期间的安全管理提供了有效的手段。
二、工法特点1. 实时监测：通过光纤光栅传感器，能够实时地监测基坑周边土体的变形情况，以及水平和竖向的应力变化。
2. 高灵敏度：光纤光栅传感器具有高灵敏度和高分辨率的特点，能够检测到微小的位移变化。
3. 连续监测：光纤光栅传感器能够对基坑周边的土体运动进行连续监测，实现对施工过程中地下水位、土体潜力及应力变化等情况的全面了解。
4. 大范围监测：光纤光栅传感器可以布设在较大范围内进行监测，能够全面覆盖基坑工程的施工区域。
5. 可视化操作：监测结果可以通过计算机系统进行可视化和自动化处理，方便施工管理人员进行实时分析和判断。
三、适应范围基于光纤光栅的基坑施工监测施工工法适用于各类基坑工程，特别是对于地质条件较复杂、周边环境变化频繁的基坑工程具有较高的适应性。
四、工艺原理光纤光栅传感器通过敷设在基坑周边的光纤光栅网络，在施工过程中监测环境的变化情况。
光纤光栅传感器通过对光纤中信号的反射和衍射特性的分析，可以实时测量周边环境的变形和变化情况。
同时，通过采集传感器监测到的数据，可以实时分析和判断施工过程中的安全状态。
五、施工工艺1. 布设光纤光栅传感器：根据基坑工程的具体情况，合理规划光纤光栅的布设方式和位置，确保能够全面监测基坑周边土体的变化情况。
2. 连接传感器与监测系统：将传感器与监测系统进行连接，确保传感器能够正常工作，并能够实时将数据传输到监测系统中。
3. 数据采集和处理：监测系统对传感器采集到的数据进行实时处理和分析，生成监测报告和预警信息，并可以通过计算机系统进行可视化显示。
六、劳动组织根据基坑工程的规模和复杂性，需要合理组织人力资源，确保施工过程中的监测工作得到有效执行和监控。
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等缺点 ， 不能 准确 、 及时地 反 映实际工 程所 处的状 态 ， 于基坑 各个危 险部位 不能 实时监 ｛ ， 对 ＿ 因而 很难满 足实 ９ １ ０
能提供 基本 的数据 采集 与保存 功能 ， 无法满 足实 际监测 需要 ． 于此 ， 基 本文 提 出 了一套 比较切 合 工程 实 际 的
解决方 案 ， 结合具 体工 程实 例设计 和开 发了一 套监测 系统 ． 践表 明 ， 系统可 以很好 地实 现 对监 测数 据 并 实 该
的采 集与管 理 、 测结果 的可 视化显 示 、 监 自动报警 及远 程访 问等功 能 ．
Ｄ ：０ ３７ ／ ． ｓ ．０ ０１８ ．０ ８ ０ ．２ ＯＩ １ ．８６ ｊｉ ｎ １０ —９０ ２０ ．５ ０９ ｓ
基 于 虚 拟 仪 器 技 术 的基 坑 光 纤 光 栅 监 测 系统
徐 洪钟 ， 祺 ， 陈 黄广龙 ， 巧 陈
（ 京 工业 大学 土 木 工 程 学 院 ， 苏 南 京 南 江 ２００ ） １ ９ ０
（ Ｍ２ ｏ ５ ７ Ｂ ｏ５ ｌ）
作者简介：徐洪钟（９４ ）男 ， １７ 一 ， 江苏高邮人 ， 副教授 ， 博士． 主要从事岩土工程安全监控研究 ．
维普资讯
第 ５期
徐洪钟 ， 等
基 于虚拟仪器技术的基坑光纤光栅监测 系统
际需要 一 ． ｌ 光纤 光栅 传感技 术作 为近 年来发 展迅速 的一 项新 型传 感技 术 ， ｌ 与常 规 的监 测技 术原 理 不 同 ， 有 具
实 时性 、 度 高和耐 久性长 等特 点 ， 好弥补 了传统 监 测技术 的不足 ． 精 恰 而虚 拟仪 器技 术 拥有 强 大 的信 号处 理 能力 ， 在优化 人机 交互界 面 、 展仪器 功能方 面具 有很 大的优势 ５， 扩 ２］因此将 这两项 技术结 合起来 用 于基坑监 －
文献 标识码 ： Ａ
文章编 号 ：００ １８ （０ ８ ０ —７ ８ ０ １０ －９ ０ ２０ ）５ ０ １ —４
随着城市 建设 的迅猛 发展 ， 高层 建筑 、 大型市 政工程 以及 地 下工 程大 量 涌现 ， 然会 产生 相 应 的基坑 工 必
程． 为保证 基坑工程 施 工的安 全可靠 ， 必须 进行 现场监 测 ． 的 内容主要 包括基 坑支护 的位移 、 监测 支护结 构体
位移 、 应力 等 ）而且 没有 考虑 温度补 偿等 因素 ， 利于 实时 掌握 现场 情 况 ； ｃ 监测 数 据量 较 大 ， ， 不 （） 特别 是进 行
多点监 测 ， 多个通道 数据 同时 出现 ， 当某点 出现异 常情 况时 ， 测人员 很难 及时发 现 ；ｄ综 合管理 功能 弱 ， 监 （） 只
测 具有 重Βιβλιοθήκη 的意义 ． 由于光纤 光栅 传感 器及解 调仪采 集到 的监测 结果 为波 长数 据 ， 存在 以下一 些 缺 陷 （ ） 观表 现性 较 ６： ａ 直
差， 未经 过 系统培训 的工 程技 术人员 很难读 懂其监 测结 果 ；ｂ无 法 即时转换 为实 际所 需 的监 测 值 （ （） 如应 变 、
１ 光 纤 光 栅 （ Ｇ） 感技 术 原 理 Ｉ 传
１７ 年 ， ９８ 加拿 大 的 Ｈｌ制作 出 了第 一根光 纤光栅 ，０ 来 ， 光栅 迅速 发展 成为 传感 领域 一项 引 人瞩 ｉ ｌ ３年 光纤
目的技 术 ， 逐渐在 工程 实践 中得到 广泛 应用 ． 并 利用紫 外光从 光纤 侧面 直接在 光纤材 料芯 区写入 一段 轴 向布 喇格光 栅 ， 当光 源 发 出的连 续 宽带 光 通过 传输 光纤射 人时 ， 如果 入射光 波 的波长 Ａ满 足布喇格 衍射条 件 Ｊ ：
摘要 ： 结合使 用光 纤光栅 传感 器进行 基坑监 测过程 中遇 到的监 ９ 结 果直观表 现性 差、 ｎ ， ４ 综合 管理功 能 弱等 问题 ， 研发 了一套基 于虚拟 仪 器技 术 的基 坑 光 纤光 栅监 测 系统 ． 系统 集 监 测数 据 采 集与 管 该
理 、 ｎ结果 实 时动 态显 示 、 监９ ， ４ 远程 访 问控 制 以及报 警监控 等 功 能 于一体 ， 一 套 实现 了智 能化 与 网 是
络 化的 多功 能管理 系统 ． 在应 用该 系统对 某通信 中心 基坑 进行 监 测 的过 程 中， 系统运 行 良好 ， 功 各 能模块 均顺 利通过 了测 试 ， 为工程 的顺利进 行提供 了技 术保证 ． 关键词 ： 纤光栅 ； 光 虚拟仪 器 ； 坑 ； 测 系统 基 监
中图分 类号 ：Ｕ １ ．２ Ｔ ４ ３ ６
Ｂ：２ Ａ ｎ圩 式 中 ： —— 布 喇格 反射波波 长 ；ｅ 。 ｔ 厂
收 稿 日期 ：２０ — ５ ｌ ０ ８ ０ 一８
（） １
有 效纤芯 的折射 率 ； Ａ—— 布 喇格 传感 器光栅 的栅距 ．
基 金 项 目 ： 苏 省 普 通 高 校 自然 科 学 研 究 计 划 （５ Ｊ５０ ４ ） 江 苏 省 自 然 科 学 基 金 （ Ｋ ０６６ ） 江 苏 省 科 研 院 所 技 术 开 发专 项 基 金 江 ０ ＫＢ ６００ ； Ｂ ２０５５ ；
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第３ ６卷第 ５期
２０ 年 ９月 ０８
河 海 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ）
Ｊｕ ａ ｏ ｈ ｉ ｉ ｒｉ （ ａｕａ Ｓｉｎ ｅ ） ｏ ｒｌ ｆＨｏａ Ｕｎｖ ｓｙ Ｎ ｔｒｌ ｃｅ ｃ ｓ ｎ ｅ ｔ
Ｖｏ ．６ Ｎｏ． １３ ５ Ｓ ｐ．２ ０８ ｅ ０