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  4. Application of Distributed Fiber Brillouin Scattering Measurement System on Crack Detection
 
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Application of Distributed Fiber Brillouin Scattering Measurement System on Crack Detection

Date Issued
2009
Date
2009
Author(s)
Lee, Yu-Ling
URI
http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/183571
Abstract
公共工程通常是定期進行安全檢測,但是災害常無預警發生,而造成重大的人員傷亡。因此如何發展出一套監測系統,以有效監測結構物的狀況,並在可能有危害時發出警訊是未來相當重要的課題。 混凝土結構是最常見之工程結構,其瀕臨破壞時,常發生龜裂現象,因此裂縫偵測對混凝土結構之安全監測一直倍受重視。傳統裂縫檢測方式有很多種,大部分都是定點式量測,且需要人員到現場操作,不但耗費人力和時間,也不能即時監控建築的情況。近年發展的分佈式布里淵光纖檢測系統(BOCDA)具有高解析度,以及分佈式量測的特點。本研究之主旨即研究以BOCDA對混凝土裂縫進行監測之可行性。 由於BOCDA系統為多種儀器所組成,因此有時會發生雜訊掩蓋真正訊號,而導致結果判讀錯誤的情況發生。為提高BOCDA系統之可靠度,本研究對此系統加以改良,新增兩個模組:一為在探測波(probe)端加入衰減器調整模組,利用衰減器控制調整探測波的強度,並自動選擇最佳衰減值,使頻譜強度最強且較集中;二為在測試區前端加入極化最佳化模組,將探測波和泵波(pump)的極化狀態調整至一致,使布里淵增益變大,以提高訊雜比。 本研究將改良之BOCDA系統應用於一混凝土梁之三點彎矩試驗,以偵測裂縫開裂情況。由實驗結果發現,本研究所新增之改良模組確實能大幅提升量測結果的準確性,而且即使由肉眼無法觀測到的裂縫,布里淵頻譜已開始產生變化,由變化的位置和變化量即可推估裂縫產生位置及寬度,利用不同高度鋪設光纖也可知道裂縫增長的情況。由於裂縫的產生無法預期,本研究可提供即時監測,改善傳統量測的困境。並藉由長時間對結構體的量測,可以有效掌握結構體受損的情況。
Subjects
Brillouin scattering
optical fiber sensing
distributed measurment
crack
Type
thesis
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ntu-98-R96543058-1.pdf

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