杨义,杨玲珍,张丽

(太原理工大学物理与光电工程学院,山西太原030024)

光纤干涉法实现冰层内部压力测量

杨义,杨玲珍,张丽

(太原理工大学物理与光电工程学院,山西太原030024)

基于光的相干特性实现冰内部压力测量的光纤传感系统.系统以He-Ne激光器作为光源,利用光纤耦合器将光路分为两路,一路用于冰层内部压力测量,另一路作为参考.通过Matlab理论分析了冰层内部压力变化引起干涉条纹随光纤折射率的变化.通过实验观测输出端干涉条纹的变化,确定冰内部压力的变化情况,以期为寒区水文测报、水工设施的设计及冰凌灾害预防等领域提供新的冰情监测技术.

He-Ne激光器;干涉;压力传感器;冰情监测

冰冻现象是冬季常见的一种自然现象.目前,在我国内陆水电资源中,可供开发的水电大坝选址多位于高海拔的西北、西南高寒地区.这种情况,有一个亟待解决的问题就是冰冻对水电工程设备及堤坝的危害.例如,冰在升温过程中的膨胀力会使水工结构物,如桥墩、设备等受到挤压而损坏;当水位变化时,冻结在建筑物上的冰盖因水位上升或下降的作用可能对建筑物产生向上或向下的作用力,从而造成建筑物的损坏[1-5].因此,实现对水电工程中堤坝岸壁等的实时分布式检测,对于科学设计工程结构、合理利用建筑材料、延长该类工程的使用寿命具有十分重要的意义.而在外界寒冷潮湿等复杂的环境条件下,传统传感器往往不……