基于分布式光纤传感的桥梁结构应变测量应用技术研究

侯娜

（ 1、辽宁省交通规划设计院有限责任公司，辽宁 沈阳110111 2、辽宁大通公路工程有限公司，辽宁 沈阳110111）

1 概述

现代电子信息、传感技术和网络技术的高速发展，为传统土木行业工程测试测量带来了新的技术手段和应用前景。近十几年来，桥梁结构安全监测的快速发展和应用正是体现了新技术和传统土木行业的融合促进。然而目前较成熟的桥梁安全结构监测系统基本是通过大量布设点式传感器，通过局部测量来评估桥梁结构的整体安全状态。随着近几年分布式光纤传感技术在国内的研发应用，可以实现桥梁结构长距离大范围的分布式连续应变测量，是目前桥梁结构安全监测良好的补充内容。

2 分布式光纤传感基本原理

光的传播介质不均匀性产生光的散射。有些散射现象是介质本身所固有的，与介质本身的纯净度没有本质关系。这类散射现象包括瑞利散射,拉曼散射和布里渊散射。其中布里渊散射的本质是入射光与声学声子相互作用的非弹性散射。光通过光纤时，会有布里渊散射的微弱光返回，它的频率变化会和光纤的应变成正比。布里渊散射分为自发布里渊散射和受激布里渊散射。布里渊时域分析技术（BOTDA）是基于受激布里渊散射原理，分别从光纤的两端注入短脉冲光和连续探测光，通过测量光纤中受激布里渊散射光的频率变化，就能获得光纤轴向各点的应变信息。BOTDA 原理如图1。

图1 BOTDA 原理

利用这一特性测量结构体的应变就是光纤传感。……