王忠 王启城
山东润鲁建筑材料检测技术服务有限公司 山东淄博 255120
摘要:光纤健康监测方法是确保土木建筑结构处于可运用性的重要方法，其主要通过光纤传感器对建筑的结构以及内部构件进行检测，进而能够更快速地问题识别。现阶段，光纤健康监测方法在土木工程中运用的概率不断增加，因而本文主要对其研究现状以及运用趋势进行分析，一起更好地确保土木工程建设以及运行的可行性。
关键词：光纤健康监测方法；土木工程；传感器；应用前景
1 前言
对于灾害前以及灾害后期的建筑结构稳定程度以及使用寿命进行预估是当前土木工程监测的主要内容，因而在新兴科技不断发展的背景下，在土木工程结构控制智能化的过程中将光纤健康监测方法运用到其中，由此能够基于建筑结构的健康状态进行运用，进而更好地降低安全事故发生的概率。以下将对光纤健康监测方法的研究现状进行分析：
2 光纤健康监测方法在土木工程中的研究
光纤健康监测方法的运用需要基于实时监控工具对土木工程结构进行测量，因而在1979年美国航空航天局将光纤传感器运用到建筑内部材料检测中，对其性能的完整性以及温度进行监控，由此更好地确保工程监测的精准性。在现代化技术不断发展的背景下，光纤健康监测方法的运用模式也逐渐成熟，光纤传感器运用的领域也逐渐向其他领域扩展，但由于光纤传感器的使用价格较高，在土木工程结构监测中的运用频率还相对较低，但其性能优势将使其取代传统的传感器。
光纤传感器是现代科学技术快速发展下的新兴产物，在土木工程结构健康监测的迫切要求下，许多公司以及研究部门也在研制更加具有创新性以及廉价性的光纤传感器产品，进而实现光纤传感器监测在土木工程中运用的普遍化。现阶段，我国在传感器申请专利上几乎每天都在进行，而对于技术研发体系相对成熟的美国而言，其已经拥有专利的光纤传感器运用于地下专控的垂直地震响应，而欧洲也将光纤传感器运用于基站以及测量站之间，由此对20千米范围之内的自然灾害进行监测，由此能够更好地确保土质结构上的稳定性。光纤传感器运用形式如图1所示：
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1998年,欧盟几个发达国家联合成立了一个“混凝土结构性能评估集成监测系统”(Smart?Project)项目,经研究发现通过光纤健康监测方法的运用能够使得系统运行的经济成本降低10～20%，由此可以推测在数量较多的土木工程运用上，光纤健康监测方法将能够通过模型降低额外费用占比为10%。
光纤传感器在土木工程中的运用将会提升监测数据的全面性以及精准性，并且在技术投入的过程中将会实现经济费用支出，尤其对于桥梁、道路等一些民生工程，精准化的结构质量监控将能够更好地确保人民的生命安全，进而使其能够发挥更大的社会效益。
相对于国际对光纤传感器研究程度的不断加深，我国的在光纤健康监测方法研究以及运用上依然处于起步阶段，我国研究人员刘雄等人将光纤传感器与传统的传感器进行了性能上的对比，并基于其性能优势进行研发了光纤刚环位移计和光纤测力计等方法，同时将其运用到实际的工程测量中，为监测土木工程结构运行稳定性提供了数据支撑。哈尔滨工业大学智能材料系统和结构中心的冷劲松等人成功研制了光纤振动传感器和端口耦合式光纤振动传感器，同时将其运用到实际的工程中对其性能进行了性能测试，由此更好地提升传感器运用的可行性。除此之外，哈尔滨工业大学还开发了土木工程结构监测网络平台，通过光纤数据信息收集实现对各类公路桥梁的结构监测，使得监测数据能够更加直观地运用到土木工程建设施工中，推动土木工程建设信息化建设进程。赵廷超、黄尚廉等人对土木结构检测的安全性、完整性进行光纤传感器的性能研发，为将光纤传感器运用到土木工程中奠定良好的基础保障。李辰砂等在论述中表明光纤传感器在土木工程复合型材料性能检测运用的可行性，主要运用于监测材料固化的内部变化，而查开德成功研制了大型的结构变测量的光纤传感器，由此为土木工程结构检测提供良好的基础保障。
但从整体上来看，国内对光纤传感器的研究依然处于初步发展阶段，将其运用到土木结构检测中也还有开发研究。
3 光纤健康监测应用展望
光纤传感器能够将众多的传感系统集成于一根光纤山，通过灵活的调制传感技术进行各种物理量以及化学量的测量，因而在良好的监测技术支持下，光纤健康监测在未来的土木工程结构运用中将会凸显更大的发展空间。同时光纤传感器还具有较低的能耗，能够通过光纤技术实现信息长距离的传输和监控，由此对于大规模的土木结构监测而言，光纤健康监测将能够将其中的结构部件质量进行精准性的监测，对建筑内部结构的损耗程度以及剩余寿命进行分析，同时可以在80千米内可以不加装能源供应装置以及中继器，由此可见在众多优势的支持下，光纤传感器将具有广阔的市场前景。
但由于我国对光纤传感器的研究依然处于起步阶段，在研究理论以及实践运用中依然存在一定的不足之处，因而在未来唯有做好以下问题的处理，才能更好地提升光纤传感器在土木工程中的运用，进而使其社会效益水平得以提升。
目前我国最具有运用前景的传感器一类是抗恶劣环境的光纤传感器以及准分布或者分布式光纤传感器,分布式光纤传感器原理图如图2所示：
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在土木工程混凝土的电压测验中，抗恶劣环境的光纤传感器将能够发挥抗电磁抗扰以及抗腐蚀的特性，进而对土木结构中出现的变形以及应力物理量现象进行监测记录，同时分布式光纤传感器可以通过一根光纤实现对土木结构参数的监测，进而更好地提升光纤健康监测系统的智能化，推动土木工程建设事业的健康发展。
4 结束语
总而言之，基于当前光纤健康监测方法在土木工程的国内研究状况来看，其进步空间依然有待提升，由于光线监测技术相对于传统的监测技术具有良好的测量效应以及实时性，因而在在未来光纤监测技术将成为土木工程监测的重要技术基础之一，由此在研究运用不断成熟的背景下将会提升整体的经济效益以及社会效益水平。
参考文献
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