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光纖光柵在鐵路安全監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用與系統(tǒng)設(shè)計(jì)

文章來(lái)源: 深圳市迅捷光通科技有限公司 人氣:3128發(fā)表時(shí)間:2016-12-20 14:49:20

  在鐵路安全監(jiān)測(cè)使用光纖光柵測(cè)溫系統(tǒng),需將檢測(cè)的物理量轉(zhuǎn)換為應(yīng)力、溫度、震動(dòng)等物理量,將物理量的變換轉(zhuǎn)換為光纖光柵的中心波長(zhǎng)漂移量,然后通過(guò)檢測(cè)光纖光柵中心波長(zhǎng)的變化量和檢測(cè)物理量之間的線性關(guān)系,得到對(duì)用的函數(shù)曲線,然后根據(jù)光纖光柵中心波長(zhǎng)變化量轉(zhuǎn)換到檢測(cè)物理量。一般檢測(cè)系統(tǒng)由光纖光柵傳感器—跳線—解調(diào)儀(光學(xué)頻譜分析儀)等設(shè)備組成,可以進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)以及增加報(bào)警系統(tǒng)。




  鐵路是我國(guó)的重要基礎(chǔ)設(shè)施,與 國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展密切相關(guān)。隨著中國(guó)鐵路建設(shè)的快速發(fā)展,我國(guó)高速鐵路的建設(shè)規(guī)模和技術(shù)水平已走在世界前列。但與之對(duì)應(yīng)的防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)還不成熟,目前尚 處于研究、探索、完善階段。異物侵限監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是高速鐵路防災(zāi)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的重要組成部分之一,它主要應(yīng)用于監(jiān)控公路跨越鐵路橋、隧道口、高速公路與鐵路并 行處、鐵路正線線路穿越山區(qū)易發(fā)生崩塌、落石等可能出現(xiàn)異物侵限的地段。

  高速鐵路異物侵限監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的傳感單元。利用耦合模理論對(duì)光纖光柵的傳輸特性進(jìn)行分析,并以此為基礎(chǔ)對(duì)光纖光柵的縱向應(yīng) 變、橫向應(yīng)變和溫度變化時(shí)的特性進(jìn)行公式推導(dǎo)及理論分析。通過(guò)軟件分別對(duì)光纖光柵的反射特性、應(yīng)變特性和溫度特性進(jìn)行仿真。 其次,根據(jù)高速鐵路異物侵限監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的需求,采用波分復(fù)用加空分復(fù)用的混合復(fù)用方式,在同樣的光源帶寬、光柵帶寬和測(cè)量范圍的條件下,增加光纖光柵傳感器的復(fù)用數(shù)目,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的分布式監(jiān)測(cè)。




  光纖光柵根據(jù)鐵路路基的擋土墻和被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)搭建物理模型,在墻體內(nèi)部和防護(hù)網(wǎng)的拉桿上布置傳感器檢測(cè)點(diǎn)。對(duì)模型加載應(yīng)力,模擬異物入侵的情形。測(cè)量入侵點(diǎn)的 微應(yīng)變大小,對(duì)異物可能入侵的位置進(jìn)行判斷。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,將光纖光柵傳感器用于高速鐵路異物侵限監(jiān)測(cè)系統(tǒng)完全可行并且具有極大的發(fā)展前景。

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