1)便携式光纤光栅解调器
光纤光栅解调器的工作原理如图7.2所示。发光管发出的宽带光谱由传感光栅反射回来,成为几条窄带光谱,可调波长选择器和探测器在计算机的控制下进行扫描检测,测出传感光栅的特征波长,再通过计算得出温度、应变等被测参量。
图7.2 便携式光纤光栅解调器原理图
对施工阶段光纤光栅传感器数据采集,主要使用的是便携式光纤光栅解调器,主要是对二次混凝土内部应力和初期支护钢支撑应力进行测量,如图7.3所示。
图7.3 便携式光纤光栅解调器的现场使用
2)自动化光纤光栅解调器
BGD-4M40型自动化光纤光栅解调器的工作原理如图7.4所示。超发光管SLED发出的宽带光谱经过可调谐法布里腔(FFP)线性调制后经光纤耦合器同时进入四路测量光栅阵列,各传感光栅反射回来的窄带光谱,由光电探测器转换成电信号,再由DSP数据处理系统进行处理。波长数据通过计算机网卡传送,根据测得的波长值进行标定从而得到应变、温度等其他被测参数[201]。
图7.4 BGD-4M40型自动化光纤光栅解调器原理图
3)便携式频率采集仪
便携式频率采集仪可选用加拿大RocTest公司的MB-6TL振弦式数据记录器。MB-6TL振弦式读数器是一台带自备电源的便携式设备,设计成用于读取IRAD GAGE振弦式仪器的数据,如图7.5所示。为了读取这种仪器的数据,读数前应进行以下操作:
①发出一个扫频使钢弦振动,这一步便是钢弦的“激振”。(www.xing528.com)
②一旦钢弦被激振,MB-6TL便将振弦产生的信号放大到接近线圈的信号,测量其振动周期。
图7.5 MB-6TL振弦式读数器
采用正弦波激振的差动电路以排除谐振问题,如采用方波扫描技术,读数器可能发生谐振。
MB-6TL装备了差动读数电路,它能抗电子噪声的干扰,这种电路的灵敏度能读出很弱的信号,使MB-6TL能读取其他读数器无法读取的仪器数据。
对于NORMAL(普通)读数,钢弦的振动周期直接以微秒显示(1μs=10-6 s)。对于LINEAR(线性)读数,其振动周期是用线性化函数计算出“线性化读数”。此读数器能同时显示NORMAL(N)和LINEAR(L)两种数据和以°C及°F表示的温度值。在读数器的位置1和7用来读VBS和MSMS-4这两种仪器,这时的线性化读数频率(F)代替,以赫兹(Hz)为单位。
MB-6TL振弦式数据记录器的技术规格见表7.2。
表7.2 便携式频率采集仪MB-6TL参数表
4)自动化数据采集仪
自动化数据采集仪可采用澳大利亚Datataker公司GeoLogger DT515型采集仪,如图7.6所示。该采集仪专门设计适用于岩土工程和结构监测,能实现全天候自动监测,具有很好的稳定性和极好的性能价格比。
图7.6 GeoLogger DT515型采集仪(左)和通道扩展模块(右)
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