高分辨率嵌入式光纤 (FO) 传感器在动态运输负载下对大直径复合钢/塑料管道性能的应用

科学领域:

• 土木工程 土木工程是指土木工程.
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 传感器技术 传感器技术

背景情况:

• 分布式光纤传感 (DOFS) 对于基础设施健康监测至关重要.
• 目前用于将光纤连接到热塑性管道 (例如,HDPE) 的粘合方法存在实际性能和测量方面的挑战.
• 精确的应变测量对于评估埋藏基础设施的结构完整性至关重要.

研究的目的:

• 引入和评估一种新的热封装方法,用于在管道上安装光纤.
• 为了比较热嵌法与传统粘合技术的性能.
• 为了证明基础设施监控的改进的应变传递和动态测量能力.

主要方法:

• 开发一种热封装技术,将光纤完全嵌入HDPE管道表面.
• 在1.8米直径,6.4米长的HDPE雨水管道上进行了全面的,现实世界的动态加载试验.
• 使用光学频域反射计 (OFDR) 进行应变测量.
• 在模拟的英国铁路网络运输负载条件下进行测试.

主要成果:

• 热封装方法显著改善了应变转移和动态测量性能.
• 数据的解释被简化,消除了复杂的应变转移函数的需要.
• 从厘米到米尺度的应变变化在与埋藏基础设施负载场景相关的频率上得到了明确的解决.
• 与粘合剂贴贴方法相比,观察到更好的性能.

结论:

• 热封装方法为将DOFS与热塑性管道集成提供了一种优越的方法.
• 这种技术提高了埋藏基础设施应变监测的可靠性和实用性.
• 改进的测量精度支持更好的基础设施健康评估和维护策略.