分布式光纤传感技术在结构裂缝检测中的应用
分布式光纤传感技术在智能大坝安全监测中的应用研究
分布式光纤传感技术在智能大坝安全监测中的应用研究智能大坝的建设必定离不开智能化的监测手段，文章从分布式光纤传感技术的基本原理出发，分别对分布式光纤传感技术在大坝裂缝预测和监测，以及混凝土结构温度场监测中的应用现状进行分析，并尝试对智能大坝分布式光纤智能传感系统的构建进行分析，从而对大坝应力、变形、位移、温度、渗流等监测量进行智能传感监测，实时反馈各个物理量的变化规律，对大坝的施工、运行期的全过程、全生命周期控制，保证大坝长期安全稳定。
文章旨在为水利工程相关技术人员掌握分布式光纤传感技术在智能大坝安全监测中的应用提供参考。
标签：分布式光纤传感技术；智能大坝；安全监测引言大型水电站坝址地质条件复杂，多处于高震区和高地应力区，一旦失事，将会给下游人民的生命和财产带来重大损失，因此，对大坝进行安全监测非常必要。
为了保障大坝建设以及全生命周期运行过程中的长久安全，100多年以来，人们一直在探索建设更好大坝的相关理念和技术，大坝的施工与运行管理模式经历了简易工具时代，大型机械化时代，直到今天的自动化、数字化、智能化时代。
所谓智能大坝（Idam），是基于物联网、自动测控和云计算技术，实现对结构全生命周期的信息实时、在线、个性化管理与分析，并实施对大坝性能进行控制的综合系统；其基本特征是施工、监测数据智能采集进入数据库，监测数据与仿真分析一体化、施工管理和运行控制实时智能化，减少在大坝结构建设运行过程中的人为干预。
智能大坝的基本构成包含实时传感感知、实时驱动分析、预警预报控制三个关键要素，而其中智能大坝传感感知系统的构建是智能大坝的基本要素，只有在其基础上才能进行大坝的实时驱动分析和预警预报控。
智能大坝实时传感感知的实现必定离不开智能化的监测手段，分布式光纤传感技术以连续立体式监测、定位精确、测量精度高、实时性和抗干扰性高等多重优点，近年来已成为水利工程安全监测的研究热点。
文章将从分布式光纤传感技术的基本原理出发，分别对分布式光纤传感技术在大坝裂缝预测和监测，以及混凝土结构温度场监测中的应用现状进行分析，并尝试对智能大坝分布式光纤智能传感系统的构建进行分析，为水利工程相关技术人员掌握分布式光纤传感技术在智能大坝安全监测中的应用提供参考。
分布式光纤传感在铺装裂缝监测中的应用研究的开题报告
分布式光纤传感在铺装裂缝监测中的应用研究的开题报告一、研究背景铺装裂缝的出现严重影响着道路和桥梁的安全性和使用寿命。
裂缝监测系统是一种能够实时监测道路和桥梁裂缝变化情况的技术手段。
传统的裂缝监测方法大多采用人工巡视或特定设备检测，虽然能够获得关键数据，但数据获取周期长、效率低、监测范围狭窄等弊端使得监测难以全面、高效、准确。
为了解决这一问题，分布式光纤传感技术成为了研究的热点之一。
其原理是通过在光纤上先后布置不同的传感单元，对于裂缝和应变等物理量变化的信号进行传输和捕获，最终实现对于裂缝情况实时监测。
目前，分布式光纤传感技术已经广泛应用于道路和桥梁的安全监测和预警。
二、研究意义铺装裂缝监测是道路和桥梁的安全保障的重要组成部分。
分布式光纤传感技术的应用可以实现对于铺装裂缝的实时监测，大幅提高道路和桥梁使用寿命和安全性。
对于分布式光纤传感技术在铺装裂缝监测中的应用研究，可以更好地探究分布式光纤传感技术在实际生产中的应用效果和优化方法，同时对于分布式光纤传感技术的研究和发展起到了推动作用。
三、研究内容本论文主要以分布式光纤传感技术在铺装裂缝监测中的应用为研究对象，主要包括以下内容：1. 铺装裂缝监测技术的研究现状和问题分析。
2. 分布式光纤传感技术在铺装裂缝监测中的原理和特点介绍。
3. 分布式光纤传感技术在铺装裂缝监测中的应用案例分析。
4. 分布式光纤传感技术在铺装裂缝监测中的误差分析和优化方法。
5. 结合实际应用情况，对于分布式光纤传感技术在铺装裂缝监测中的应用效果进行评估。
四、研究方法本论文主要采用文献研究和实验研究两种方法：1. 文献研究：综合分析相关文献资料，探究分布式光纤传感技术在铺装裂缝监测中的应用、研究现状、存在问题和未来发展趋势。
2. 实验研究：在铺装裂缝监测场地上，在不同环境下，对不同类型的裂缝进行监测，对比实验数据并进行误差分析，评估分布式光纤传感技术在铺装裂缝监测中的应用效果和优化方法。
浅谈工程结构裂缝的检测方法
浅谈工程结构裂缝的检测方法黄敏姚沅付红勇吴小强邹玲俐（湖北省交通基本建设造价管理站湖北武汉 430034）摘要：针对混凝土裂缝的危害,阐述了混凝土裂缝检测的方法。
强调了在实际工程中对结构裂缝检测安全的研究十分有重要。
关键词：工程,裂缝,检测0 引言大跨度结构和超高层建筑结构裂缝无损检测越来越受到学术界和工程界的重视。
在我国，钢筋混凝土结构的检测、鉴定评估以及加固研究等工作起步较晚，已有结构的安全性评定标准还不完善，为了充分保证结构和人员的安全、减少经济损失、避免灾难性的悲剧，人们必须加强对裂缝识别技术的研究。
1 混凝土裂缝宽度检测方法裂缝宽度的量测常用读数显微镜，它是由光学透镜与游标刻度等组成的复合仪器。
其最小刻度值要求不大于0.05mm。
其次，也有用印刷有不同宽度线条的裂缝标准宽度板（裂缝卡）与裂缝对比测量；或用一组具有不同标准厚度的塞尺进行试插对比，刚好插入裂缝的塞尺厚度，即裂缝宽度。
后二法较简便，但能满足一定要求。
一般常有的裂缝宽度检测方法有以下几种：1.1 脆漆涂层法脆漆涂层是一种在一定拉应变下即开裂的喷漆。
涂层的开裂方向正交于主应变方向，从而可以确定试件的主应力方向。
脆漆涂层具有很多优点，可用于任何类型结构的表面，而不受结构材料、形状及加荷方法的限制。
但脆漆层的开裂强度与拉应变密切相关，只有当试件开裂应变小于涂层最小自然开裂应变时脆漆层才能用来检测试件的裂缝。
1975年美国BLH公司研制了一种用导电漆膜来发现裂缝的方法。
它是将一种具有小阻值的弹性导电漆，涂在经过清洁处理过的混凝土表面，涂成长度约100-200mm，宽5-10mm的条带，待干燥后接入电路。
当混凝土裂缝宽度达到0.001-0.004mm时，由于混凝土受拉，因而拉长的导电漆膜就会出现火花直至烧断。
导电漆膜电路被切断后还可以继续用肉眼进行观察。
1.2 光弹贴片法光弹贴片是在试件表面牢固地粘贴一层光弹薄片，当试件受力后，光弹片同试件共同变形，并在光弹片中产生相应的应力。
《2024年分布式光纤传感技术在结构应变及开裂监测中的应用研究》范文
《分布式光纤传感技术在结构应变及开裂监测中的应用研究》篇一一、引言随着科技的不断进步，分布式光纤传感技术作为一种新型的监测手段，在结构健康监测领域得到了广泛的应用。
该技术以其高灵敏度、高空间分辨率和长距离监测等优势，在结构应变及开裂监测中发挥着重要作用。
本文将详细探讨分布式光纤传感技术在结构应变及开裂监测中的应用研究。
二、分布式光纤传感技术概述分布式光纤传感技术是一种基于光纤传输的光学传感技术，通过在光纤中传输光信号并利用光的散射、反射、干涉等特性，实现对空间分布的物理量进行实时监测。
该技术具有高灵敏度、高空间分辨率、抗电磁干扰、长距离监测等优点，适用于各种复杂环境下的结构健康监测。
三、分布式光纤传感技术在结构应变监测中的应用（一）原理与方法分布式光纤传感技术通过测量光纤中光信号的传播时间、相位、强度等参数，可以推算出结构应变的大小和分布情况。
在结构应变监测中，通常将光纤传感器埋设或粘贴在结构表面或内部，通过测量光纤中光信号的变化，实现对结构应变的实时监测。
（二）应用实例以某大型桥梁为例，通过在桥梁关键部位埋设分布式光纤传感器，可以实时监测桥梁的应变分布情况，为桥梁的安全运营提供有力保障。
此外，该技术还广泛应用于建筑、隧道、高速公路等结构的应变监测。
四、分布式光纤传感技术在结构开裂监测中的应用（一）原理与方法结构开裂往往伴随着应变的突变，因此通过监测结构的应变变化可以间接判断结构是否出现开裂。
分布式光纤传感技术可以通过高灵敏度地测量结构应变的突变情况，实现对结构开裂的监测。
当结构出现开裂时，光纤中的光信号会发生变化，通过分析这些变化可以判断出开裂的位置和程度。
（二）应用实例在混凝土结构的开裂监测中，分布式光纤传感技术得到了广泛应用。
通过在混凝土结构内部或表面埋设光纤传感器，可以实时监测结构的开裂情况，为结构的维护和加固提供依据。
此外，该技术还应用于土木工程、水利工程等领域的结构开裂监测。
五、结论与展望分布式光纤传感技术在结构应变及开裂监测中发挥了重要作用，具有高灵敏度、高空间分辨率和长距离监测等优势。
分布式光纤智能裂缝监测技术的模型试验研究
了附着 于结 构表 面 的传 感光 纤 网络对 结构裂 缝监 测 的可行 性 ｌ ］并 进 一步 得 到 了 “ ２ ， 裂缝 宽度 一光 功 率
（）ＯＴ Ｒ。完 成 系 统 测 试 功 能 的终 端 设 备 ， １ Ｄ
损耗” 拟合函数关系Ｉ。但早期 的试验研究中， ２ ］ 多采 用 简支 梁 、 等小 型试验 构 件 ， 板 采用 带 紧束保 护层 的
裂缝） 的相关信息 ， 实现传感功能。
图 １展示 了 典 型 的传 感 光 纤 中 ＯＴ ＤＲ测 试 曲
线和 沿程 损耗事 件 对 照 关 系 。 由 图 １可见 ， 裂缝 导
致 的对应位置传感光纤微弯变形在 Ｏ Ｄ Ｔ Ｒ曲线上
呈现 出 明显 的功 率损 耗“ 阶” 台 。
ｍａ ｅｌｃｏ ｔｙ 缩 写 为 ＯＴ Ｒ）１ 试 技 术 的 ｉ Ｒ ｆ ｔｍｅｒ ， ｎ ｅ Ｄ ｌ测 ＿ 分布式 光纤 结构 裂缝监 测技 术 以其 自动化 空 间连 续测量 的独到优 势受 到 了结构安 全监 测和 工程 建设
的多样性 导致 了裂缝 损伤 发生 时 间和空 间分 布 的随 机性 。 目前 桥梁 管养 单位 对混凝 土桥 梁裂 缝病 害 的 发现 和监 测主要 依 靠 定期 人 工 巡 检 ， 由于 监 测周 期 和可 达性 的 限制 ， 工 巡 检难 以对 结 构 各 部位 裂 缝 人
进行 全方 位 、 天候 的连续 监测 。 全 近年来 ， 于 光 时域 反 射 仪 （ ｔ ａ Ｔ ｍｅＤ — 基 Ｏｐ ｉ ｌ ｉ ｏ ｃ
，
工学硕士 。
２
桥梁 检测与加 固
２ １ 年第 １ ０２ 期
图 １ 光纤 中 Ｏ Ｄ Ｔ Ｒ典 型 测 试 曲线 及 事 件
光纤传感技术在结构工程检测中的应用思考
光纤传感技术在结构工程检测中的应用思考摘要：随着科学技术的飞速发展，各种先进的检测技术被广泛应用于结构工程检测中，其中光纤传感技术是一项具有代表性的技术。
光纤传感器的有效运用为提高工程检测的质量和效率提供了重要支持。
通过遥感方式，光纤传感器可以对钢筋混凝土结构在维修保养过程中可能出现的裂纹、应变等问题进行深入分析和高效处理。
这种检测方法能够显著提升检测精度，为保证施工质量奠定坚实基础。
因此，本文旨在探讨光纤传感技术在结构工程检测中的运用对策。
关键词：光纤传感技术；结构工程检测；应用目前，在结构工程的施工、建设和监理工作中，对检测的重视程度越来越高。
为了提高检测的有效性，我们必须与时俱进，在具体的检测环节上充分利用各种检测手段。
在这个过程中，推广使用光纤传感技术是非常重要的。
该技术的高效运作可以全面监测结构的内外各种指标和参数，并及时探测结构外部荷载、内部温度、应力、应变等各种情况。
同时，它能够及时检测到异常指标，并进行全面反映和处理，以提高结构工程的检测效率。
一、纤传感器的基本原理光纤传感器作为检测混凝土结构损伤的元件，基于其对应变的敏感性原理进行工作。
当混凝土结构发生变形或受力时，光纤会受到拉伸或压缩，导致光的传播特性发生改变。
通过监测光信号的强度、相位或频率等参数的变化，我们可以推断出混凝土结构中发生的损伤情况。
这种原理使得光纤传感器能够实时、精确地监测和诊断混凝土结构的健康状况，并提供重要的数据支持用于结构安全评估和维护决策。
1.连续分布式光纤传感连续分布式光纤传感是一种利用光纤作为传感器的技术，能够实现对环境参数的连续监测和测量。
该传感技术基于光纤的特殊性质和信号处理方法，通过在光纤中引入特定的传感机制，实现对物理量、化学性质或结构变化等各种参数的实时监测。
在连续分布式光纤传感中，一段长光纤被分成很多微小的传感区域，每个区域都能够独立地感知环境中的某个参数。
这些传感区域之间相互连接，形成一个连续的分布式传感网络。
分布式光纤传感器监测裂缝理论优化与研究
在剪切衰减，以 Ansari 与李东升的计算模型作为基
础 [10-11] 推导裂缝处应变传递模型。
光纤由纤芯、保护层和基体组成，纤芯中点至
外表面的距离为 rf ，纤芯至保护层外表面的距离为 rp；保护层的剪切变形为 δp；基体、纤芯及保护层的 正应力分别是 σc，dσc，σf，dσf，σp，dσp。光纤应变 及位移分析示意图如图 2 所示，图中，τfp 是纤芯与 保护层之间的剪切力；τpc 是基体与保护层之间的剪 切力；uf 是纤芯计算长度；uc 是基体计算长度；z 和 r 分别为长度和半径方向的坐标。
第5期 2017 年 10 月
DOI: 10.19364/j.1674-9405.2017.05.012
水利信息化 Water Resources Informatization
NO.5 Oct.,2017
分布式光纤传感器监测裂缝理论优化与研究
叶宇霄 1，赵新铭 1，李 俊 1，吴 刚 2，谢雪峰 2，姚 剑 2
边界问题求解。据现有研究可知模型经过受力平衡
分析后解得通解式 ： [11]
τpc (rp，z) = A cosh (λ z) + B sinh (λ z)， (2) 式中：A 和 B 是系数；λ 为简写，具体如下：
λ2 =
ln
2 Gp
rp rf
rf 2 Ef
，
(3)
式中：Gp 为保护层的切变模量；Ef 为纤芯的弹性 模量。
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64
水利信息化
2017 (5)
光纤 L2Biblioteka 混凝土应变衰减 L1
图 1 光纤监测裂缝计算模型图
1.2 裂缝处应变传递模型
分布式光纤传感技术在结构应变及开裂监测中的应用研究
分布式光纤传感技术在结构应变及开裂监测中的应用研究分布式光纤传感技术在结构应变及开裂监测中的应用研究引言：在建筑结构应变及开裂监测中，传统的监测方法往往仅能对局部区域进行监测，并且需要大量传感器分布在不同位置上，增加了监测和维护的成本。
分布式光纤传感技术的出现，通过将光纤作为传感器进行布置，实现了对整个结构的应变及开裂监测，从而提高了监测的精确度和可靠性。
本文将重点研究分布式光纤传感技术的原理、应用和发展，并且通过实验验证了其在结构应变及开裂监测中的应用效果。
一、分布式光纤传感技术原理分布式光纤传感技术利用光纤中的拉曼散射效应或布里渊散射效应来实现对结构应变及开裂的监测。
其中，拉曼散射效应是通过测量光纤方向上的散射光强变化来获得结构应变信息，而布里渊散射效应是通过测量光纤中的声子振动来获得结构应变及开裂信息。
二、分布式光纤传感技术的应用1. 结构应变监测：通过将光纤沿结构布置，并进行激光信号的传输与接收，可以实时获得结构各点处的应变信息。
与传统传感器相比，分布式光纤传感技术具有布置方便、覆盖范围广等优势，可以全面监测结构的应变状态，提前发现潜在问题，并采取相应的维护措施，保证结构的安全性和稳定性。
2. 结构开裂监测：分布式光纤传感技术可以通过监测光纤中声子振动的变化来判断结构是否存在裂纹。
当结构发生开裂时，声子振动频率会发生变化，通过对光纤中信号的分析，可以准确地判断结构的开裂情况和位置。
这种方法具有实时性强、精度高等优点，可以及时发现结构开裂问题，避免潜在的安全隐患。
三、分布式光纤传感技术在实验中的应用验证为了验证分布式光纤传感技术在结构应变及开裂监测中的应用效果，我们设计了一系列实验。
首先，在实验室条件下搭建了一个模拟的混凝土结构，并在结构上布置了光纤传感器。
然后，通过人工施加应变和开裂，记录分布式光纤传感器获得的数据。
最后，对数据进行分析，验证该技术在结构应变及开裂监测中的准确性和可靠性。
混凝土抗裂性能检测方法
混凝土作为现代建筑工程中广泛应用的重要结构材料，其抗裂性能直接关系到结构的安全性、耐久性和可靠性。
准确地检测混凝土的抗裂性能对于确保工程质量、提高结构的使用寿命具有至关重要的意义。
本文将对混凝土抗裂性能的检测方法进行系统的阐述和分析，探讨各种方法的原理、特点、适用范围以及优缺点。
一、非破损检测方法1. 裂缝宽度检测法裂缝宽度检测是混凝土抗裂性能检测中最常用的非破损方法之一。
常用的检测仪器包括裂缝读数显微镜、刻度放大镜、电子裂缝计等。
其原理是通过直接观察或测量混凝土表面或内部裂缝的宽度，来评估混凝土的抗裂性能。
这种方法具有操作简单、直观、快速等优点，能够在现场实时检测裂缝的宽度变化情况。
然而，其检测精度受到裂缝表面平整度、检测人员的技术水平等因素的影响，对于较细小的裂缝可能存在检测误差较大的问题。
该方法只能检测表面裂缝的宽度，对于内部裂缝的检测效果有限。
2. 超声波检测法超声波检测法是利用超声波在混凝土中的传播特性来检测混凝土的缺陷和抗裂性能。
其原理是通过发射超声波脉冲到混凝土中，然后接收反射回来的超声波信号，根据信号的传播时间、幅度、频率等特征来分析混凝土的内部结构和缺陷情况。
该方法具有检测深度大、对混凝土表面状况要求不高、能够检测内部缺陷等优点。
可以用于检测混凝土的裂缝、疏松、不密实等缺陷，以及评估混凝土的强度和抗裂性能。
然而，超声波检测法也存在一些局限性，如受混凝土材质、骨料分布、检测条件等因素的影响较大，检测结果的准确性和可靠性需要通过大量的试验和经验验证。
3. 电磁感应法电磁感应法是通过测量混凝土中电磁感应现象来检测混凝土的抗裂性能。
其原理是在混凝土中通入交变电流，由于混凝土的电阻和介电常数的变化，会在混凝土中产生感应电磁场。
通过检测感应电磁场的强度、频率等参数来推断混凝土的内部结构和缺陷情况。
该方法具有检测速度快、对混凝土表面无损伤等优点，适用于大面积混凝土结构的检测。
然而，电磁感应法对于混凝土中的裂缝等缺陷的检测灵敏度相对较低，需要结合其他检测方法进行综合评估。
分布式光纤传感在新型模块化建筑健康监测中的应用
分布式光纤传感在新型模块化建筑健康监测中的应用目录一、分布式光纤传感在新型模块化建筑健康监测中的概述 (2)二、分布式光纤传感技术的基本原理 (3)1. 光纤传感原理简介 (4)2. 分布式光纤传感系统的构成 (5)三、新型模块化建筑的特点与挑战 (6)1. 新型模块化建筑的定义与特点 (7)2. 新型模块化建筑在健康监测方面的需求 (8)四、分布式光纤传感在新型模块化建筑健康监测中的应用案例 (9)1. 案例一 (10)2. 案例二 (12)五、分布式光纤传感在新型模块化建筑健康监测中的优势分析 (13)1. 实时监测与预警功能 (14)2. 高精度与高灵敏度 (15)3. 节能环保与经济效益 (16)六、分布式光纤传感在新型模块化建筑健康监测中的发展趋势与展望171. 技术创新与发展趋势 (18)2. 应用前景与市场预测 (19)七、结论 (20)1. 分布式光纤传感在新型模块化建筑健康监测中的重要性与作用212. 对未来研究的建议与展望 (23)一、分布式光纤传感在新型模块化建筑健康监测中的概述随着现代社会对建筑物功能和性能要求的不断提高，新型模块化建筑应运而生。
这种建筑结构具有轻质、高效、节能、环保等特点，广泛应用于工业、商业、住宅等领域。
由于新型模块化建筑的特殊构造和使用环境，其健康状况的实时监测和评估显得尤为重要。
分布式光纤传感技术作为一种先进的监测手段，逐渐在新型模块化建筑健康监测中发挥着重要作用。
分布式光纤传感技术是一种利用光纤作为信息传输介质的传感器网络技术。
通过将光纤连接到建筑物的关键部位，如结构节点、变形传感器等，可以实现对建筑物结构健康状况的实时监测。
与传统的振动传感器相比，分布式光纤传感技术具有更高的灵敏度、更远的测量距离和更强的抗干扰能力，能够有效地解决传统监测方法难以覆盖或信号干扰的问题。
在新型模块化建筑健康监测中，分布式光纤传感技术主要应用于以下几个方面：结构健康监测：通过对建筑物结构的关键部位进行光纤布设，实时监测结构的位移、应力、应变等参数，评估结构的安全性和稳定性。
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分布式光纤传感技术在结构裂缝检测中的应用
作者：罗燕红
来源：《科学与财富》2011年第07期
[摘要] 裂缝检测对于预防土木工程重大事故具有重要意义，但具体实施却具有较高的技术难度。
新近开始研究的一种监测手段--在土木工程中埋入分布式光纤传感器进行裂缝监测可以有效的解决这一难题。
[关键词] 分布式光纤传感器混凝土结构检测光纤传感网络
1.前言
在混凝土结构中，裂缝的出现难以避免。
如果对其发展状态不加重视，裂缝的发展很可能破坏结构的整体性，直接危害结构的稳定。
对混凝土结构的裂缝进行评估，传统方法主要靠埋设仪器来实现。
这种手段虽然有效，但属点式监测，从全面收集建筑物的安危和实况重要信息这方面而言，尚有相当的局限性。
尤其是时空上涵盖全结构的局限性——即收集信息在时间、空间上的不连续，这会导至险情或重要先兆信息的漏监。
正因裂缝检测的技术难度较高，传统手段又存在不可避免的缺陷，检测技术的改新换代已不可避免。
在各国竞相发展的安全检测高新技术中，光纤传感由于能实现空间立体监测和连续性监测，从而对结构中的隐患作出预警，在大型土木工程的安全监测中已得到了越来越多的重视，而其中的尖端领域和研究开发热点则是分布式光纤传感技术。
2.分布式光纤传感应用于裂缝检测的特点
分布式光纤传感技术是应用光纤几何上的一维特性进行测量的技术，它把被测量作为光纤位置长度的函数，可以在整个光纤长度上对沿光纤几何路径分布的外部物理参量进行连续的测量，为建筑和研究领域提供了同时获取被测物理参量的空间分布状态和随时间变化信息的手段。
相较传统测量仪器，分布式光纤传感技术具有精度高、稳定性强、使用范围宽等特点，具体表现在：
2.1数据采集量、速度与精度有大幅提高
由于光纤自身具有传感和传输集于一身的特点，可进行空间上的连续检测，采集的数据量也分布于整个空间。
只要裂缝与埋入的光纤光路相交，即可被感知。
同时，光纤具有实时检测的特点，当裂缝产生时，它能实时检测到，从而对结构中的隐患作出预警。
并且，由于在确定
的土木工程中，其缝宽和光路信号衰减成唯一关系，当光路的衰减量检测到后，其缝宽及其位置也可确定，在精度上也有了较好的保证。
2.2对雷电、各种电磁及射频环境有极强的抗干扰能力
在建筑工程中，对于一些有较强电磁场的场合，如水电站大坝，光纤传感器由于有极强的抗干扰能力，在此领域具有特殊的优越性。
并且光纤传感器不需要屏闭，接地和雷电保护，也降低了系统土建和运行维护成本。
2.3对结构材料性能没有影响
检测裂缝的分布式光纤传感器具有体积小、重量轻的特点。
它不影响埋设点的材料性能，属于无损检测，适合野外作业需要.
2.4采用即插即读的连接方式
数据结果直接显示裂缝位置与宽度，方便检测人员对系统的使用。
2.5具有智能化的发展趋式
光纤检测信息损耗量小，可以远程遥测。
如果能和计算机网络连接，就能实现自检测、自诊断的智能化检测。
3.光纤裂缝传感的原理
图1 散射光的频谱
当光沿光纤传播时，由于拉曼散射，布里渊散射和瑞利散射的存在，在纤芯内各点都会产生光的损耗，一部分光沿光纤传播方向成180°的方向散射（后向散射光），沿光纤返回光
源。
图1为光在光纤中传输时的散射频谱。
光谱中央的峰为频谱没有变化的瑞利散射，其余的峰为非弹性的布里渊散射和拉曼散射。
光时域反射仪（OTDR）可以通过自身检测仪将瑞利散射的波形提取出来。
这样，把光脉冲信号输入光纤，然后检测返回的散射光强的变化就能确定光纤散射系数或衰减与空间的关系。
应用于裂缝检测的分布式光纤传感技术正是基于此原理，利用光时域反射仪（OTDR）探测沿光纤长局部过大的损耗，从输出信息中获取所测量的空间位置及大小。
由于瑞利散射属本征损耗，所以可以作为应变场渐断面检测参量的信息载体，提供沿光路全程的单值、连续的检测信号。
瑞利散射功率遵循以下方程[1]：
式中：x为散射点的沿程距离；S(x)为后向散射光的捕获比；V为光纤的群光速；αf(x)和αb(x)各为光纤前向、后向衰减系数，β(x)为光纤衰减系数。
光时域反射仪接收的光强及光纤内任意两点间的功率损耗，均可按光行程的函数加以确定。
故当散射系β和捕获比S为常数时，光时域反射仪能感知衰减系数的变化。
对于同一根传感光纤，αf=αb=α，且α和S均为常量。
在这种情况下，光强衰减为一指数函数，见图1（b）：
式中：C0、b为常数。
裂缝位置按雷达原理加以定位，即x=tV,这里t是后向散射光的行程时间.这样，在光学信号衰减量和裂缝长度之间形成唯一确定关系后，我们就可以通过光学信号衰减量来确定裂缝的宽度。
4.模型实验研究成果
光纤—混凝土复合体的共同作用表现为力学—光学效应,其微弯损耗值尚难以精确计算，故传感效果的量化需依赖试验。
为准确的模拟混凝土开裂的实际情况，特制做了一组混凝土模型进行裂缝传感实验。
模型尺寸为10×10×25cm,上设诱导缝。
材料采用525#普通硅酸盐水泥，水灰比为0.39，细度模数为2.36的黄沙。
养护一周后，一同浇注的标准试件抗弯强度为
9.5Mpa,抗压强度为64.6Mpa。
为试验各种光纤的裂缝传感性能，特选用3种光纤进行对比研究。
其中，250um光纤简称1#；4芯带纤简称2#；900um二次涂覆光纤简称3#。
根据预备试验的结果（为测知光纤不同夹角对裂缝感知的敏感性，事先用有机玻璃做了一些相关试验），试验选用检测灵敏度高而检测范围也较大的120°、135°、150°。
试验时，用液压加载设备缓慢加载，劈刀对诱导缝产生强大的劈裂作用导致开裂，模型两侧较硬的加压块由于反作用力同时挤压模型，从而控制裂缝缓慢增加，以配合光学检验。
试验结果如上图所示：由图可知,1#与2#光纤动态范围相差不大，分别为2mm和2.5mm，对应最大衰减仅仅为3.8dB;而初始缝宽分别为0.15mm和0.2mm，对应衰减均达0.01dB。
3#光纤在θ=150°时动态范围达6mm,对应最大衰减为2dB,初始感知缝宽为0.3mm，对应衰减为0.0002dB.由缝宽～衰减规律及检测仪器灵敏度可知各种光纤的缝宽分辨律，三种光纤检测性能对比见表1（其中，对应衰减是相对于初始缝宽而言）：
由以上分析可知，1#和2#光纤虽然动态范围较小，但却有较高的分辨率和较小的初始感知缝宽。
而3#光纤恰恰相反，分辨率较低，初始感知缝宽较小，但动态范围却达厘米级。
其主要原因是1#和2#光纤保护层较薄，而3#光纤保护层较厚，从而使其检测性能出现差异。
如果能综合利用以上三种光纤，可使斜交光纤裂缝传感系统既有较小的初始感知缝宽和较高的分辨率，又有较大的动态范围。
分析以上三图缝宽、夹角和衰减值对应曲线，可得出其衰减值计算的半经验公式：
5.前景
在结构的裂缝检测领域，也有学者提出了其它一些无损测试的方法，主要依据的是x和r 射线的吸收，传播和散射，以及超声波和振动等方法。
但这些方法并不总是非常可靠，或只能作为定性的评估方法。
而分布式光纤传感技术则提供了一种崭新的测量手段，可以精确评估结构内部的裂缝发展状态，对于混凝土建筑的长期检测和结构完好性的无损评价具有重大的工程使用价值。
然而，这项技术的研究尚出于起步阶段，大量的相关技术工作等待完成，需要土木工程，光通讯技术，微电子技术和计算机技术的更多合作。
这方面的研究是一个充满挑战的领域，具有广阔的前景，巨大的科学意义和社会效益。