CN113310423A - 基于分布式短标距光纤应变传感器的裂缝感测系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了基于分布式短标距光纤应变传感器的裂缝感测系统和方法，包括分布式短标距光纤应变传感器和标准型布里渊光纤解调设备。分布式短标距光纤应变传感器布在监测结构表面或内部；通过解调设备读取不同时期不同监测断面布里渊增益谱数据；根据增益谱的裂缝指纹特征对裂缝进行早期预警和定位；对裂缝断面增益谱进行信号处理，通过分峰拟合算法确定各峰中心频率；通过所得增益谱各峰中心频率推算裂缝宽度。本发明突破了标准型布里渊解调设备固有的性能极限，实现对各类结构裂缝进行全面的早期预警和精确量化评估，方便、经济地实现超长距离的裂缝长期监测，实现监测成本的数量级式下降和监测效果的数量级式提升。

Description

基于分布式短标距光纤应变传感器的裂缝感测系统和方法
技术领域
本发明涉及智能传感监测的技术领域，特别是一种基于分布式短标距光纤应变传感器的裂缝感测系统和方法。
背景技术
各类土木工程基础设施在运营过程中由于老化、疲劳、不利荷载或外部环境等多方面原因会形成结构裂缝。结构裂缝的发展不可避免地会影响到各类基础设施的功能、美观、耐久性乃至安全性。因此，对结构裂缝的早期发现和量化评估对于各类土木工程基础设施的结构运维至关重要。
然而，早期结构裂缝往往微小，且多以零星分布的方式随机发生。由于土木工程基础设施体量规模巨大，目前以点式、准分布式为主的传统传感器监测体系，难以经济地形成对潜在裂缝的全面覆盖，尚无法有效应对这类早期裂缝的预警和量化。
分布式光纤应变传感技术以其优良的分布性、稳定性等优点，近年来在各种土木工程结构健康监测领域中获得了广泛的应用。其中，基于布里渊散射原理的各类应变传感技术如BOTDA(Brillouin Optical Time Domain Analysis)、BOTDR(Brillouin OpticalTime Domain Reflectometry)等技术，因其在实现长距离、高精度变形监测方面的巨大优势，在科研领域和实际工程监测中展现出了强大的监测效能。目前采用该技术的应变传感体系已可达到1-2微应变量级的测试精度和数十公里的分布式测量距离。
然而，基于布里渊散射原理的各类应变传感技术，在结构裂缝监测方面仍存在显著的困难，目前尚存在对于微小裂缝敏感性差、难以确信辨别裂缝信号、难以精确量化裂缝等困难。这主要是出于两方面的原因。
一方面原因是受相关物理原理制约。基本型布里渊解调设备，在确保可接受测试精度的前提下可达的最高空间分辨率通常在0.5至1m左右。而对于裂缝这类集中变形现象，相关研究表明，依托分布式应变响应的裂缝监测方法，裂缝引致的传感器局部应变突变会被解调设备的低空间分辨率效应所掩盖，使传感器既不能准确定位裂缝，也不能通过测量相应应变大小来精确量化其严重程度。
另一方面原因来自分布式光纤传感器本身及其安装技术。在分布式光纤传感领域，目前分布式光纤应变传感器的布设方式主要有两种：全面粘贴方式和长标距的定点布设方式。全面粘贴即以胶黏或预埋方式，将光纤传感器与被测结构进行通长锚固，形成全面的变形耦合；定点布设方式，则是通过一系列离散的锚固点将传感器与结构仅在锚固点区域进行变形耦合。在实际裂缝分布式监测中，多采用全面粘贴方式布设传感器。然而大量研究表明，光纤传感器中由裂缝引致的应变传递是一种高度复杂和可变的现象，涉及到不同类型的非线性，如传感器整体剥离、材料塑性开展和传感器亚层之间的滑移等，这取决于特定的光纤传感器设计、粘结剂特性、安装方法和监测结构的特性等因素。这导致由裂缝开展引致的传感器应变响应复杂多变、难以精确刻画，加大了裂缝量化的不确定性。对于长标距的定点布设方案，由于忽略了定点间变形细节，虽然提高了标距内的应变测量精度，这种布设形式只能获取结构平均裂缝的平均应变表征，很难判断测量的应变增量是否确实来自裂缝的形成。
针对标准型布里渊解调设备空间分辨率较低带来的困难，学界开展了大量研究。具体来说，解调设备层面可通过各类基于声场预激技术的方法实现解调设备的厘米级空间分辨率。但这类方法往往同时伴随较短的可测量距离、系统复杂敏感、成本高昂等缺陷。传感数据后处理层面，通过各种滤波和异常值检测算法可在一定程度上提高传感系统对于裂缝识别的敏感性，但由于传感器及锚固材料的复杂多样性，裂缝量化往往是经验性的，精度较低且只适用于特定的监测对象，难以形成适用于不同结构和不同尺寸裂缝的通用方法。
鉴于以上方面问题，在各类土木工程基础设施结构的健康监测领域，需要成本低廉、便于大规模制造和安装布设、可实现长距离、全覆盖的微小裂缝早期预警和精确测量的通用裂缝监测系统和方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种基于分布式短标距光纤应变传感器的裂缝感测系统和方法，该基于分布式短标距光纤应变传感器的裂缝感测系统和方法能解决现有点式、准分布式裂缝监测技术难以经济地形成对潜在裂缝的全面覆盖，无法有效应对早期裂缝的预警和量化。而基于布里渊散射原理的各类分布式应变传感技术尚存在对微小裂缝敏感性差、难以确信辨别裂缝信号、难以精确量化裂缝、裂缝量化往往是经验性、精度较低且只适用于特定的监测对象等问题。本发明旨在提供一种成本低廉、便于大规模制造和安装布设、可实现长距离、全覆盖的微小裂缝早期预警和精确测量的通用型分布式裂缝监测系统和方法，有助于经济地实现长距离、全覆盖的裂缝早期预警和精确量化评估。本发明能够解决大范围裂缝监测和量化问题，可以为及时的预防性结构运营维养提供关键信息，从而延长各类基础设施使用寿命，降低全生命周期管理中的维护成本。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种基于分布式短标距光纤应变传感器的裂缝感测系统，包括分布式短标距光纤应变传感器和与分布式短标距光纤应变传感器相连接的标准型布里渊光纤解调设备；分布式短标距光纤应变传感器的标距不大于标准型布里渊光纤解调设备的空间分辨率长度的一半。
分布式短标距光纤应变传感器采用定点锚固的方式安装于待测结构表面或内部，分布式短标距光纤应变传感器以离散的锚固点与所测结构变形耦合。
采用标准型设备和短标距光纤应变传感器相结合，能实现对结构裂缝的早期裂缝预警。
早期裂缝的预警方法，包括如下步骤。
步骤1、读取基准布里渊增益谱信号：在待监测基础设施表面或内部布设分布式短标距光纤应变传感器和温度补偿传感器；其中，分布式短标距光纤应变传感器与标准型布里渊光纤解调设备相连接；接着，通过标准型布里渊光纤解调设备读取沿光纤长度方向各传感截面的布里渊增益谱信号；同时，温度补偿传感器测量此时分布式短标距光纤应变传感器在各个传感截面的基准温度。
步骤2、监测读取布里渊增益谱信号：当对待监测基础设施表面进行加载或待监测基础设施自身受力情况发生变化时，监测通过标准型布里渊光纤解调设备读取沿光纤长度方向各传感截面的布里渊增益谱信号；同时，温度补偿传感器测量此时分布式短标距光纤应变传感器在各个传感截面的温度。
步骤3、温度补偿：根据步骤2中温度补偿传感器所读取的温度与步骤1中温度补偿传感器所读取的温度差值，对监测读取的布里渊增益谱信号进行温度补偿，得到排除温度因素影响而仅与变形因素有关的监测布里渊增益谱。
步骤4、早期裂缝预警：将基准布里渊增益谱与监测布里渊增益谱进行对比，通过布里渊增益谱的形态特征演化来判断对应传感截面处是否有早期裂缝发生。
步骤4中，当监测布里渊增益谱，具体如下(a)～(c)中任一项变化情况时，则需进行早期裂缝预警：
(a)监测布里渊增益谱的基底变宽，同时不对称地向左倾斜，其左侧的曲线斜率较右侧更大。
(b)监测布里渊增益谱高频侧基底部位出现明显隆起。
(c)监测布里渊增益谱在高频区域出现一个从主峰脱落的分离的次峰。
采用标准型设备和短标距光纤应变传感器相结合，在对结构裂缝的早期裂缝预警完成后，还能实现裂缝宽度的测量。
裂缝宽度的测量方法，包括如下步骤。
步骤51、提取裂缝应变信息：通过观察早期裂缝引致的监测布里渊增益谱特征，采用分峰拟合算法或谱峰移动和谱峰峰降现象，确定裂缝应变信息εc。
步骤52、计算裂缝宽度d，具体计算公式为：
d＝εcGLd/k
其中k为应变综合转换系数；GLd为分布式短标距光纤应变传感器的设计标距长度。
步骤51中，通过观察早期裂缝引致的监测布里渊增益谱特征，推断早期裂缝所处的扩张阶段；接着，根据裂缝扩张阶段，确定裂缝应变信息的具体算法类型；其中，裂缝扩张过程分为三个阶段，分别为第一阶段、第二阶段和第三阶段，具体划分方法为：
第一阶段：随着裂缝宽度的增加，谱峰开始向更高的频率方向移动，直至到达最高点的设定水平；在第一阶段，谱峰功率持续下降；同时，随着裂缝开展，监测布里渊增益谱的基底变宽，不对称地向左倾斜，左侧的曲线斜率较右侧更大。
第二阶段：当谱峰移动超过设定水平后，移动趋势发生逆转，随着裂缝的扩展，谱峰开始返回到起初的位置；将谱峰移动逆转的阶段，归为第二阶段；在第二阶段，谱峰功率也持续下降；同时，随着裂缝开展，基准或监测布里渊增益谱的高频侧底部迅速出现隆起，基准或监测布里渊增益谱的形状迅速变化。
第三阶段：随着裂缝宽度的进一步增加，谱峰位置变得相对稳定，仅经历轻微的起伏,此阶段归为第三阶段，在第三阶段，谱峰功率相对稳定；同时，随着裂缝开展，在第二阶段中形成的隆起会转变为一个分离的次峰，从主峰脱落；在此之后，次峰和主峰之间的间距将随着裂缝宽度的进一步扩大而增大。
裂缝应变信息具体算法类型的确定方法为：
当早期裂缝引致的监测布里渊增益谱特征，具有第二阶段或第三阶段的形态特征，则采用分峰拟合算法提取裂缝应变信息。
当早期裂缝引致的监测布里渊增益谱特征，对应于第一阶段的形态特征，则通过谱峰移动和谱峰峰降现象来确定裂缝应变信息。
步骤51中，通过分峰拟合算法确定裂缝应变的方法为：
步骤51A1、将监测布里渊增益谱通过分峰值拟合算法解耦为两个洛伦兹曲线，分峰值拟合算法中施加等谱线宽约束，并选择对应的谱峰参数初始值作为分峰拟合算法的输入值。
步骤51A2、将步骤51A1得到的两个洛伦兹曲线进行叠加，得到总拟合谱线；然后，采用迭代最小二乘法，使得监测布里渊增益谱与总拟合谱线之间的差异最小化；当监测布里渊谱线与总拟合谱线之间的差异达到设定的收敛标准值后，得到各谱峰的中心频率和谱峰高度；
步骤51A3、通过分析各谱峰的中心频率，来确定裂缝应变信息。
通过谱峰移动和谱峰峰降现象确定裂缝应变的方法为：
步骤51B1、获取试验曲线：通过实验室试验，获取裂缝开展全过程引致的布里渊增益谱中的主峰频移与裂缝应变关系曲线，以及主峰峰降与裂缝应变关系曲线。
步骤51B2、将监测布里渊增益谱与基准布里渊增益谱进行对比观察，得到监测布里渊增益谱相对于基准布里渊增益谱的主峰频移和主峰峰降。
步骤51B3、通过步骤51B2得到的主峰频移和主峰峰降，并结合步骤51B1获取的两条试验曲线，进而确定裂缝应变信息。
步骤51A1中，采用分峰值拟合算法解耦监测布里渊增益谱时，满足如下方程(20)，则解耦得到的两条准洛伦兹曲线虽在功率和中心频率上不同，但具有相同的谱线宽度；方程(20)的具体公式为：
Figure BDA0003040111940000061
其中，Gi,c(v)为裂缝诱导布里渊增益谱；zub和zlb分别表示裂缝诱导应变的上、下边界；
gmax为相应峰值高度比连续光引致的谱峰高度低的比率；GLn为名义标距长度；SR为空间分辨率；gT为考虑脉冲调制的布里渊增益谱；v为布里渊散射光的光学频率；vB为布里渊频移；ε0为基准布里渊的应变；ε为监测布里渊的应变。
本发明具有如下有益效果：
1、本发明提出了一种新的光纤应变传感器概念，称之为分布式短标距光纤应变传感器。与现有技术相比，本发明提出通过采用标准型布里渊光纤解调设备和分布式短标距光纤应变传感器的有机结合形成分布式裂缝监测系统，结合所提裂缝感测方法，该系统突破了标准型布里渊光纤解调设备固有的性能极限，可实现对结构裂缝进行全面的早期预警和精确量化评估。该传感系统可成为一种强大的通用型裂缝传感系统，适用于各种土木基础设施结构。该监测系统通过识别裂缝在布里渊增益谱的独特指纹特征进行早期裂缝预警，降低误判率，并可实现精确的裂缝宽度测量，最大限度地避免了来自光纤传感器和粘结剂方面的误差和测量不确定性，实现在裂缝监测效果上类似于在传感通路上布设千千万万个独立高精裂缝计的效果。
2、本发明结构简单、性能稳定、易于获取、生产成本低廉，本监测系统可方便经济地实现长距离、超长距离的长期裂缝监测，使该裂缝传感系统实现监测成本上的数量级式下降和监测效果上的数量级式提升。
3、本发明在分布式光纤监测领域国内外首次提出短标距分布式光纤布设方法，为分布式光纤传感器的布设提供了一种除全面粘贴和定点布设(长标距)之外的新选择。
4、本发明通过本系统的引入，对实现基于精细结构损伤数据集的新一代基础设施维养系统具有重要意义。本发明能够解决大范围裂缝监测和量化问题，可以为及时的预防性结构运营维养提供关键信息，从而延长各类基础设施使用寿命，降低生命周期管理中的维护成本。
附图说明
图1是本发明基于分布式短标距光纤应变传感器的裂缝感测系统的原理示意图。
图2是基于分布式短标距光纤应变传感器的裂缝开展引致的布里渊增益谱响应的理论推演和数值模拟结果。在图2中，图(a)为基于112mm标距的分布式短标距光纤应变传感器和560mm空间分辨率的标准布里渊解调仪组合条件下，不同裂缝引致应变引起的布里渊增益谱演化；图(b)为布里渊增益谱的峰移效应和峰降效应(以归一化峰高表示)与裂缝引致应变的关系；图(c)为对应于第一阶段(裂缝阶段为St.1、St.2和St.3)中选定的裂缝诱导应变的模拟布里渊增益谱响应；图(d)为对应于第二阶段和第三阶段选定的裂缝诱导应变(裂缝阶段为St.4、St.5和St.6)的模拟布里渊增益谱响应。
图3是分布式短标距光纤应变传感器裂缝感测试验装置示意图。
图4是分布式短标距光纤应变传感器裂缝感测试验与数值模拟的对比结果：(a)为裂缝引致应变与布里渊增益谱响应(试验结果)；(b)为裂缝引致应变与布里渊增益谱响应(模拟结果)；(c)为试验和模拟的峰移效应；(d)为试验和模拟的峰降效应；(e)为无裂缝阶段布里渊增益谱(裂缝阶段为Str.a)；(f)为第一阶段结束时的布里渊增益谱(裂缝阶段为Str.b)；(g)为第二阶段结束时的布里渊增益谱(裂缝阶段为Str.c)；(h)为第三阶段布里渊增益谱(裂缝阶段为Str.d)；
图5是分布式短标距光纤应变传感器通过峰值拟合算法所得裂缝宽度的测量效果：(a)为传感标距为120mm时的感测裂缝宽度与实际裂缝宽度对比；(b)为传感标距为90mm时的感测裂缝宽度与实际裂缝宽度对比；(c)为传感标距为60mm时的感测裂缝宽度与实际裂缝宽度对比；(d)为90mm标距传感器在P90a点处的分峰拟合结果；(e)为90mm标距传感器在P90b点处的分峰拟合结果；(f)为90mm标距传感器在P90c点处的分峰拟合结果；(g)为60mm标距传感器在P60b点处的分峰拟合结果；(h)为60mm标距传感器在P60c点处的分峰拟合结果；(i)为不同标距的分布式短标距光纤应变传感器裂缝宽度测量的误差分布。
图6是一种分布式短标距光纤应变传感器的结构示意图。
图7是一种分布式短标距光纤应变传感器的安装方法示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明的描述中，需要理解的是，术语“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，“第一”、“第二”等并不表示零部件的重要程度，因此不能理解为对本发明的限制。本实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案，并不限制本发明的保护范围。
如图1所示，一种基于分布式短标距光纤应变传感器的裂缝感测系统，包括分布式短标距光纤应变传感器和与分布式短标距光纤应变传感器相连接的标准型布里渊光纤解调设备；分布式短标距光纤应变传感器的标距不大于标准型布里渊光纤解调设备的空间分辨率长度的一半。
上述标准型布里渊光纤解调设备的型号优选为标准型的BOTDA、BOTDR、BOFDA或BOFDR等。
分布式短标距光纤应变传感器采用定点锚固的方式安装于待测结构表面或内部，分布式短标距光纤应变传感器以离散的锚固点与所测结构变形耦合。在实际工程中，可通过多种不同方式形成这些锚固点，如采用挤压锚、粘结锚或者通过特制定点镂空的传感器外护套浸胶等。组成该传感系统的解调设备根据其工作原理为标准型设备，包括但不限于标准型的BOTDA、BOTDR等。上述短标距传感器安装于结构表面或内部。
本发明基于分布式短标距光纤应变传感器的裂缝感测方法，采用标准型设备和短标距光纤应变传感器相结合，能实现对结构裂缝的早期裂缝预警和裂缝宽度的准确测量。
步骤1、读取基准布里渊增益谱信号：在待监测基础设施表面或内部布设分布式短标距光纤应变传感器和温度补偿传感器；其中，分布式短标距光纤应变传感器与标准型布里渊光纤解调设备相连接；接着，通过标准型布里渊光纤解调设备读取沿光纤长度方向各传感截面的布里渊增益谱信号；同时，温度补偿传感器测量此时分布式短标距光纤应变传感器在各个传感截面的基准温度。
步骤2、监测读取布里渊增益谱信号：当对待监测基础设施表面进行加载或待监测基础设施自身受力情况发生变化时，监测通过标准型布里渊光纤解调设备读取沿光纤长度方向各传感截面的布里渊增益谱信号；同时，温度补偿传感器测量此时分布式短标距光纤应变传感器在各个传感截面的温度。
步骤3、温度补偿：根据步骤2中温度补偿传感器所读取的温度与步骤1中温度补偿传感器所读取的温度差值，对监测读取的布里渊增益谱信号进行温度补偿，得到排除温度因素影响而仅与变形因素有关的监测布里渊增益谱。
步骤4、早期裂缝预警：将基准布里渊增益谱与监测布里渊增益谱进行对比，通过布里渊增益谱的形态特征演化来判断对应传感截面处是否有早期裂缝发生。
步骤4中，当监测布里渊增益谱，具体如下(a)～(c)中任一项变化情况时，则需进行早期裂缝预警：
(a)监测布里渊增益谱的基底变宽，同时不对称地向左倾斜，其左侧的曲线斜率较右侧更大。
(b)监测布里渊增益谱高频侧基底部位出现明显隆起。
(c)监测布里渊增益谱在高频区域出现一个从主峰脱落的分离的次峰。
上述步骤1至步骤4，主要实现了结构裂缝的早期裂缝预警。
步骤5、裂缝宽度的测量。
步骤51、提取裂缝应变信息：通过观察早期裂缝引致的监测布里渊增益谱特征，采用分峰拟合算法或谱峰移动和谱峰峰降现象，确定裂缝应变信息εc。
本步骤51中，通过观察早期裂缝引致的监测布里渊增益谱特征，推断早期裂缝所处的扩张阶段。接着，根据裂缝扩张阶段，确定裂缝应变信息的具体算法类型。其中，裂缝扩张过程分为三个阶段，分别为第一阶段、第二阶段和第三阶段，具体划分方法为：
第一阶段：随着裂缝宽度的增加，谱峰开始向更高的频率方向移动，直至到达最高点的设定水平。在第一阶段，谱峰功率持续下降。同时，随着裂缝开展，监测布里渊增益谱的基底变宽，不对称地向左倾斜，左侧的曲线斜率较右侧更大。
第二阶段：当谱峰移动超过设定水平后，移动趋势发生逆转，随着裂缝的扩展，谱峰开始返回到起初的位置。将谱峰移动逆转的阶段，归为第二阶段。在第二阶段，谱峰功率也持续下降。同时，随着裂缝开展，基准或监测布里渊增益谱的高频侧底部迅速出现隆起，基准或监测布里渊增益谱的形状迅速变化。
第三阶段：随着裂缝宽度的进一步增加，谱峰位置变得相对稳定，仅经历轻微的起伏,此阶段归为第三阶段，在第三阶段，谱峰功率相对稳定。同时，随着裂缝开展，在第二阶段中形成的隆起会转变为一个分离的次峰，从主峰脱落。在此之后，次峰和主峰之间的间距将随着裂缝宽度的进一步扩大而增大。
裂缝应变信息具体算法类型的确定方法为：
当早期裂缝引致的监测布里渊增益谱特征，具有第二阶段或第三阶段的形态特征，则采用分峰拟合算法提取裂缝应变信息。
当早期裂缝引致的监测布里渊增益谱特征，对应于第一阶段的形态特征，则通过谱峰移动和谱峰峰降现象来确定裂缝应变信息。
步骤51中，通过分峰拟合算法确定裂缝应变的方法为：
步骤51A1、将监测布里渊增益谱通过分峰值拟合算法解耦为两个洛伦兹曲线，分峰值拟合算法中施加等谱线宽约束，并选择对应的谱峰参数初始值作为分峰拟合算法的输入值。
本步骤中，主要基于以下基本事实：通过严格的非线性光学理论可证明，标准型BOTDA、BOTDR等光纤解调设备与分布式短标距光纤应变传感器相结合，裂缝开展时测量所得布里渊增益谱可近似分解为两个准洛伦兹曲线的线性叠加。这两个准洛伦兹曲线具有不同的中心频率和谱峰高度，但具有相同的谱线宽度，也即满足以下的方程(20)。
步骤51A2、将步骤51A1得到的两个洛伦兹曲线进行叠加，得到总拟合谱线；然后，采用迭代最小二乘法，使得监测布里渊增益谱与总拟合谱线之间的差异最小化；当监测布里渊谱线与总拟合谱线之间的差异达到设定的收敛标准值后，得到各谱峰的中心频率和谱峰高度。
步骤51A3、通过分析各谱峰的中心频率，来确定裂缝应变信息。
通过谱峰移动和谱峰峰降现象确定裂缝应变的方法为：
步骤51B1、获取试验曲线：通过实验室试验，获取裂缝开展全过程引致的布里渊增益谱中的主峰频移与裂缝应变关系曲线，以及主峰峰降与裂缝应变关系曲线。
步骤51B2、将监测布里渊增益谱与基准布里渊增益谱进行对比观察，得到监测布里渊增益谱相对于基准布里渊增益谱的主峰频移和主峰峰降。
步骤51B3、通过步骤51B2得到的主峰频移和主峰峰降，并结合步骤51B1获取的两条试验曲线，进而确定裂缝应变信息。在本步骤中，由于主峰频移与裂缝应变关系曲线，为类抛物线，故而根据此曲线能确定两个裂缝应变信息；故而，需要再结合主峰峰降与裂缝应变关系曲线，进一步得到唯一的裂缝应变信息。
步骤52、计算裂缝宽度d，具体计算公式为：
d＝εcGLd/k (1)
其中k为应变综合转换系数，可由标定实验测得。GLd为分布式短标距光纤应变传感器的设计标距长度。
下面以标准BOTDA传感解调系统为例，建立使用分布式短标距光纤应变传感器时裂缝引致的布里渊增益谱响应公式。
在受激布里渊散射(SBS)中，泵浦光(Apump)、探测光(Aprobe)和声场Q在数学上，受以下方程控制：
Figure BDA0003040111940000111
Figure BDA0003040111940000112
Figure BDA0003040111940000113
Figure BDA0003040111940000114
其中g1和g2分别表示电致伸缩和弹性光学耦合效应。ΓB是声阻尼常数，α是光纤中的对数光损耗，va是泵浦光和探测光的频率差，vB是布里渊频移，Vg为波群速度。当泵浦光和探测光功率保持足够弱，从而避免小信号增益和泵浦光耗尽。公式(2)至(5)中的i为虚部单位，Apump(z,t)为泵浦光振幅,Aprobe(z,t)为探测光振幅。
对于长度为L的光纤，反向传播的连续探测光，振幅和功率的演化受以下方程控制：
Figure BDA0003040111940000115
以及
Pprobe(z)＝Pprobe(z＝L)exp[g(v)Ppump(L-z)/Aeff-α(L-z)] (7)
其中Aprobe(z)为探测光振幅,Pprobe(z)为探测光功率(Watt)；Aeff为芯纤有效面积。
对数布里渊增益g(ν)可表达为：
Figure BDA0003040111940000121
该方程表示增益谱为洛伦兹曲线形状，峰高为gB＝2g1g2/ΓB，半峰全宽(FWHM)为ΔνB＝1/(2πτA)。vpump为泵浦光频率，vprobe探测光频率。
方程(8)表征了由连续泵浦光和探测光的相互作用产生的光谱形状。对于标准型BOTDA，泵浦光被脉冲调制，以达到一定的空间分辨率。数学上，空间分辨率SR由公式(9)给出，
SR＝TVg/2 (9)
其中Vg为波群速度，T为脉冲持续时间。
当光调制为脉冲后，对于持续时间为T的矩形脉冲泵浦光，布里渊增益谱gT(Ω)可用封闭形式的表达式(10)表达为，
Figure BDA0003040111940000122
其中，Ω＝2π(ν-νB)是偏离布里渊频移的频率，Γ＝πΔνB为半峰半宽(HWHM)。表达式(10)与本征洛伦兹增益谱gB(Ω)相比，具有较低的增益谱谱峰和较宽的谱线宽度。
相应的峰值高度比连续光引致的谱峰高度低的比率gmax可以表达为：
Figure BDA0003040111940000123
光纤的布里渊频移受应变和温度的共同影响，可表述为：
vB(T,ε)＝Cε(ε-ε0)+CT(T-T0)+vB0(T0,ε0) (13)
当引入温度补偿传感器时，由温度变化导致的布里渊频移为，
vB(T,ε0)＝CT(T-T0)+vB0(T0,ε0) (14)
因此，在进行完温度补偿后，可以得到由纯应变效应引致的布里渊频移，
vB(ε-ε0)＝vB(T,ε)-vB(T,ε0) (15)
其中ε和T分别对应应变和温度,CT和Ct为相应的温度和应变系数。T0和ε0分别为对应于基准布里渊频率vB0的温度和应变。
从光纤近端观察到的局部布里渊增益与局部泵浦功率以及局部布里渊增益系数成正比。具体来说，在光纤的一小段中产生的布里渊散射光功率是由在光学接收器上检测到的应变变化所产生的：
Figure BDA0003040111940000131
其中z＝ct/(2n)是光纤某点与输入光的距离，p(z)是z处的发射光功率，ν是布里渊散射光的光学频率，c是真空中的光速，n是光纤的折射率，α是光纤的衰减系数，t是脉冲光发射到散射光检测的时间间隔，gT考虑脉冲调制的布里渊增益谱。
因此，对于解调仪空间分辨率内的任意给定的应变分布，在第i个测点位置zi，
Figure BDA0003040111940000132
其中，ε(z)为Z处的应变，αz为光纤的衰减系数。
忽略空间分辨率内光纤衰减引起的功率变化，可以得到归一化布里渊增益谱Gi(v)：
Figure BDA0003040111940000133
对于我们的分布式短标距光纤应变传感器，在矩形脉冲泵浦光和均匀裂缝诱导应变的假定下，当背景结构应变变化相比裂缝应变足够小时，在zi点处的空间分辨率内的应变分布εi(z)可以表示如下：
Figure BDA0003040111940000134
其中，zub和zlb分别表示裂缝诱导应变的上、下边界。因此，我们可以得到一个封闭形式的裂缝诱导布里渊增益谱Gi,c(v)的近似响应，
Figure BDA0003040111940000135
其中，Gi,c(v)为裂缝诱导布里渊增益谱；zub和zlb分别表示裂缝诱导应变的上、下边界；gmax为相应峰值高度比连续光引致的谱峰高度低的比率；GLn为名义标距长度；SR为空间分辨率；gT为考虑脉冲调制的布里渊增益谱；v为布里渊散射光的光学频率；vB为布里渊频移；ε0为基准布里渊的应变；ε为监测布里渊的应变。
根据以上理论，可通过数值模拟方法模拟相应的裂缝开展引致的布里渊增益谱响应，如图2所示，举例说明了基于标准的BOTDA解调仪(空间分辨率560mm)和分布式短标距光纤应变传感器(标距长度112mm)的典型组合模拟得到的布里渊增益谱对裂缝扩展的响应。
下面用实验室控制性试验相关结果，对本发明的具体实施效果作详细说明。
如图3所示，为了模拟结构裂缝的形成，采用两个可相互移动的铝板在实验室制造出人工裂缝。每个板板长1100mm，通过螺栓固定在一个高精度的光纤传感器标定架上，通过精密滑丝装置控制人工裂缝的开展宽度。用于测试的短标距光纤传感器采用了三种不同标距(60mm,90mm,和120mm)。传感光缆采用了外径0.9mm的紧套纤型应变感测光缆，并通过环氧树脂在设计锚固区域与铝板形成粘结锚固。测试采用标准型BOTDA光纤解调仪作为解调系统，空间分辨率设置为0.5m，空间采样率设置为0.25m。
将精度为0.001mm的三个位移计分散放置在沿板宽度的三个不同位置，以精确测量裂缝宽度变化。图4展示了控制性裂缝试验与上述理论和数值模拟的结果的对照情况。可见理论上的布里渊增益谱响应被证明与实验结果匹配良好，即实验得到的增益谱响应与模拟预测的三阶段响应特征完全一致。这种一致性证实了我们提出的基于分布式短标距光纤应变传感的理论框架在预测裂缝引致的布里渊增益谱响应时的有效性。
1.裂缝感测效果
采用分布式短标距光纤应变传感器可将裂缝形成后的布里渊增益谱响应简化为两条准洛伦兹曲线的线性叠加。根据方程(20)，这两条准洛伦兹曲线在功率和中心频率上不同，但具有相同的谱线宽度。鉴于此，采用简化的峰值拟合算法来解耦实验数据集中的谱峰构成。对于测量所得的布里渊增益谱，假设双洛伦兹曲线的谱峰组成。在谱峰分解过程中，由Matlab编写峰值拟合算法，并在算法中施加等谱线宽约束，这降低了拟合参数的自由度，同时提高了算法的鲁棒性和效率。选择恰当的谱峰参数初始值作为分峰拟合算法的输入值。然后，通过迭代最小二乘法将测量的布里渊增益谱与拟合谱线之间的差异最小化，在算法达到数值收敛后得到各谱峰的中心频率和谱峰高度。
我们可以看到，在裂缝形成的早期阶段，随着布里渊增益谱在第一阶段(S1)内的演化，峰值拟合算法对裂缝宽度变化敏感性较低，但当布里渊增益谱进入第二阶段(S2)和第三阶段(S3)，即在增益谱高频基底区域形成明显的隆起特征后，所提出的峰值拟合算法可以有效地解耦谱峰信号以获取裂缝宽度信息，展现出良好的重复性和线性度。
如图5所示，位移计的测量结果与超过某一裂缝缝宽阈值的光纤传感器感测裂缝宽度之间高度线性相关，因此可根据裂缝宽度大于此阈值的数据导出相应的线性回归公式和相关系数，这些公式给出了不同传感器标距设计的光纤传感系统的应变综合转换系数k。具体而言，对于120mm标距的分布式短标距应变传感器和90mm标距的传感器，k分别为0.86和0.84。对于60毫米标距的传感器，该值下降为0.69。
试验表明，分布式短标距应变传感器感测到的裂缝宽度在裂缝可测量后与实际值比较表现出良好的线性关系，因此我们可用裂缝宽度大于一定阈值(可测的裂缝宽度)时光纤传感器感测到的裂缝宽度与线性回归值之间的偏差来评估测量的不确定度。图5显示了不同标距的分布式短标距光纤应变传感器的测量误差分布。对于标距分别为120mm、90mm和60mm的短标距传感器，估计以测量误差标准差的两倍所表征的传感器重复性分别可达到±0.015mm、±0.025mm、和±0.039mm。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于分布式短标距光纤应变传感器的裂缝感测系统，其特征在于：包括分布式短标距光纤应变传感器和与分布式短标距光纤应变传感器相连接的标准型布里渊光纤解调设备；分布式短标距光纤应变传感器的标距不大于标准型布里渊光纤解调设备的空间分辨率长度的一半。
2.根据权利要求1所述的基于分布式短标距光纤应变传感器的裂缝感测系统，其特征在于：分布式短标距光纤应变传感器采用定点锚固的方式安装于待测结构表面或内部，分布式短标距光纤应变传感器以离散的锚固点与所测结构变形耦合。
3.基于分布式短标距光纤应变传感器的裂缝感测方法，其特征在于：采用标准型设备和短标距光纤应变传感器相结合，能实现对结构裂缝的早期裂缝预警。
4.根据权利要求3所述的基于分布式短标距光纤应变传感器的裂缝感测方法，其特征在于：早期裂缝的预警方法，包括如下步骤：
步骤1、读取基准布里渊增益谱信号：在待监测基础设施表面或内部布设分布式短标距光纤应变传感器和温度补偿传感器；其中，分布式短标距光纤应变传感器与标准型布里渊光纤解调设备相连接；接着，通过标准型布里渊光纤解调设备读取沿光纤长度方向各传感截面的布里渊增益谱信号；同时，温度补偿传感器测量此时分布式短标距光纤应变传感器在各个传感截面的基准温度；
步骤2、监测读取布里渊增益谱信号：当对待监测基础设施表面进行加载或待监测基础设施自身受力情况发生变化时，监测通过标准型布里渊光纤解调设备读取沿光纤长度方向各传感截面的布里渊增益谱信号；同时，温度补偿传感器测量此时分布式短标距光纤应变传感器在各个传感截面的温度；
步骤3、温度补偿：根据步骤2中温度补偿传感器所读取的温度与步骤1中温度补偿传感器所读取的温度差值，对监测读取的布里渊增益谱信号进行温度补偿，得到排除温度因素影响而仅与变形因素有关的监测布里渊增益谱；
步骤4、早期裂缝预警：将基准布里渊增益谱与监测布里渊增益谱进行对比，通过布里渊增益谱的形态特征演化来判断对应传感截面处是否有早期裂缝发生。
5.根据权利要求4所述的基于分布式短标距光纤应变传感器的裂缝感测方法，其特征在于：步骤4中，当监测布里渊增益谱，具体如下(a)～(c)中任一项变化情况时，则需进行早期裂缝预警：
(a)监测布里渊增益谱的基底变宽，同时不对称地向左倾斜，其左侧的曲线斜率较右侧更大；
(b)监测布里渊增益谱高频侧基底部位出现明显隆起；
(c)监测布里渊增益谱在高频区域出现一个从主峰脱落的分离的次峰。
6.根据权利要求3所述的基于分布式短标距光纤应变传感器的裂缝感测方法，其特征在于：采用标准型设备和短标距光纤应变传感器相结合，在对结构裂缝的早期裂缝预警完成后，还能实现裂缝宽度的测量。
7.根据权利要求6所述的基于分布式短标距光纤应变传感器的裂缝感测方法，其特征在于：裂缝宽度的测量方法，包括如下步骤：
步骤51、提取裂缝应变信息：通过观察早期裂缝引致的监测布里渊增益谱特征，采用分峰拟合算法或谱峰移动和谱峰峰降现象，确定裂缝应变信息εc；
步骤52、计算裂缝宽度d，具体计算公式为：
d＝εcGLd/k
其中k为应变综合转换系数；GLd为分布式短标距光纤应变传感器的设计标距长度。
8.根据权利要求7所述的基于分布式短标距光纤应变传感器的裂缝感测方法，其特征在于：步骤51中，通过观察早期裂缝引致的监测布里渊增益谱特征，推断早期裂缝所处的扩张阶段；接着，根据裂缝扩张阶段，确定裂缝应变信息的具体算法类型；其中，裂缝扩张过程分为三个阶段，分别为第一阶段、第二阶段和第三阶段，具体划分方法为：
第一阶段：随着裂缝宽度的增加，谱峰开始向更高的频率方向移动，直至到达最高点的设定水平；在第一阶段，谱峰功率持续下降；同时，随着裂缝开展，监测布里渊增益谱的基底变宽，不对称地向左倾斜，左侧的曲线斜率较右侧更大；
第二阶段：当谱峰移动超过设定水平后，移动趋势发生逆转，随着裂缝的扩展，谱峰开始返回到起初的位置；将谱峰移动逆转的阶段，归为第二阶段；在第二阶段，谱峰功率也持续下降；同时，随着裂缝开展，基准或监测布里渊增益谱的高频侧底部迅速出现隆起，基准或监测布里渊增益谱的形状迅速变化；
第三阶段：随着裂缝宽度的进一步增加，谱峰位置变得相对稳定，仅经历轻微的起伏,此阶段归为第三阶段，在第三阶段，谱峰功率相对稳定；同时，随着裂缝开展，在第二阶段中形成的隆起会转变为一个分离的次峰，从主峰脱落；在此之后，次峰和主峰之间的间距将随着裂缝宽度的进一步扩大而增大；
裂缝应变信息具体算法类型的确定方法为：
当早期裂缝引致的监测布里渊增益谱特征，具有第二阶段或第三阶段的形态特征，则采用分峰拟合算法提取裂缝应变信息；
当早期裂缝引致的监测布里渊增益谱特征，对应于第一阶段的形态特征，则通过谱峰移动和谱峰峰降现象来确定裂缝应变信息。
9.根据权利要求8所述的基于分布式短标距光纤应变传感器的裂缝感测方法，其特征在于：步骤51中，通过分峰拟合算法确定裂缝应变的方法为：
步骤51A1、将监测布里渊增益谱通过分峰值拟合算法解耦为两个洛伦兹曲线，分峰值拟合算法中施加等谱线宽约束，并选择对应的谱峰参数初始值作为分峰拟合算法的输入值；
步骤51A2、将步骤51A1得到的两个洛伦兹曲线进行叠加，得到总拟合谱线；然后，采用迭代最小二乘法，使得监测布里渊增益谱与总拟合谱线之间的差异最小化；当监测布里渊谱线与总拟合谱线之间的差异达到设定的收敛标准值后，得到各谱峰的中心频率和谱峰高度；
步骤51A3、通过分析各谱峰的中心频率，来确定裂缝应变信息；
通过谱峰移动和谱峰峰降现象确定裂缝应变的方法为：
步骤51B1、获取试验曲线：通过实验室试验，获取裂缝开展全过程引致的布里渊增益谱中的主峰频移与裂缝应变关系曲线，以及主峰峰降与裂缝应变关系曲线；
步骤51B2、将监测布里渊增益谱与基准布里渊增益谱进行对比观察，得到监测布里渊增益谱相对于基准布里渊增益谱的主峰频移和主峰峰降；
步骤51B3、通过步骤51B2得到的主峰频移和主峰峰降，并结合步骤51B1获取的两条试验曲线，进而确定裂缝应变信息。
10.根据权利要求9所述的基于分布式短标距光纤应变传感器的裂缝感测方法，其特征在于：步骤51A1中，采用分峰值拟合算法解耦监测布里渊增益谱时，满足如下方程(20)，则解耦得到的两条准洛伦兹曲线虽在功率和中心频率上不同，但具有相同的谱线宽度；方程(20)的具体公式为：
Figure FDA0003040111930000041
其中，Gi,c(v)为裂缝诱导布里渊增益谱；zub和zlb分别表示裂缝诱导应变的上、下边界；
gmax为相应峰值高度比连续光引致的谱峰高度低的比率；GLn为名义标距长度；
SR为空间分辨率；gT为考虑脉冲调制的布里渊增益谱；v为布里渊散射光的光学频率；vB为布里渊频移；ε0为基准布里渊的应变；ε为监测布里渊的应变。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113702157A (zh) * 2021-08-30 2021-11-26 中国石油大学(华东) 基于分布式光纤应变监测的真三轴压裂试验裂缝扩展动态监测方法
CN117990020A (zh) * 2024-04-03 2024-05-07 青岛理工大学 基于组合曲折传输线的结构裂缝传感器、监测系统和方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050007656A1 (en) * 2003-07-09 2005-01-13 Chung Hee Sang Apparatus and method for gain-spectrum-tilt compensation in long-wavelength band dispersion-compensating hybrid fiber amplifier
CN104154874A (zh) * 2014-08-13 2014-11-19 浙江大学宁波理工学院 基于光纤传感的钢筋混凝土锈胀开裂的监测装置及方法
CN105865655A (zh) * 2016-05-25 2016-08-17 华中科技大学 一种基于光纤声光模互作用的温度和应变同时测量方法
CN208091464U (zh) * 2018-03-22 2018-11-13 安徽理工大学 对井壁进行监测的光纤传感器系统
CN208547374U (zh) * 2018-06-20 2019-02-26 河海大学 夹持式光纤布拉格光栅应变及裂缝传感装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050007656A1 (en) * 2003-07-09 2005-01-13 Chung Hee Sang Apparatus and method for gain-spectrum-tilt compensation in long-wavelength band dispersion-compensating hybrid fiber amplifier
CN104154874A (zh) * 2014-08-13 2014-11-19 浙江大学宁波理工学院 基于光纤传感的钢筋混凝土锈胀开裂的监测装置及方法
CN105865655A (zh) * 2016-05-25 2016-08-17 华中科技大学 一种基于光纤声光模互作用的温度和应变同时测量方法
CN208091464U (zh) * 2018-03-22 2018-11-13 安徽理工大学 对井壁进行监测的光纤传感器系统
CN208547374U (zh) * 2018-06-20 2019-02-26 河海大学 夹持式光纤布拉格光栅应变及裂缝传感装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张凯: "水工混凝土结构裂缝的光纤智能传感技术与安全监控模型研究", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士)工程科技Ⅱ辑》 *
胡江等: "光纤传感技术在大坝裂缝预测和监测中的可行性探讨", 《水电自动化与大坝监测》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113702157A (zh) * 2021-08-30 2021-11-26 中国石油大学(华东) 基于分布式光纤应变监测的真三轴压裂试验裂缝扩展动态监测方法
CN117990020A (zh) * 2024-04-03 2024-05-07 青岛理工大学 基于组合曲折传输线的结构裂缝传感器、监测系统和方法
CN117990020B (zh) * 2024-04-03 2024-06-11 青岛理工大学 基于组合曲折传输线的结构裂缝传感器、监测系统和方法

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