由于光纤光栅传感器的独特优势，近几年在国内的推广形式非常好，以及涉及到诸多行业的健康监测，我们也开发了种类繁多的传感器，并已成功应用在诸如建筑，油田，水利，铁路，公路等行业的健康监测中。下文将着重阐述公路监测专用光纤光栅传感器的设计以及应用情况。

    1．公路健康监测必要性
    交通是与人们息息相关的事情，同样也是制约城市发展的主要因素，可以说交通的好坏可以直接决定一个城市的发展命运。每年国

    2．传感器设计方案
    由于公路施工过程中条件比较恶劣，主要问题有以下几点：
    1. 在沥青层铺设过程中温度可达160℃。
    2. 在施工过程中，每层受到的压力达20t 以上。
    3. 由于沥青层随着环境温度变化CONTROL ENGINEERING China版权所有，其强度变化明显。传感器需要能真实反映沥青层应变。所以传感器在埋入过程中的成活率是最关键的问题。

    首先为了解决高温的问题，传感器本身采用不锈钢材料封装，尾纤采用抗高温铠装光缆。为了使传感器在强压力下仍然能继续工作，并且和沥青层比较好的配合，能真实反映沥青层挠度，我们在设计传感器外形的时候采用的方法是增加沥青层与传感器的接触面积。我们对传感器的封装设计提出两种方案：

    2．1 H 形FBGS-H 沥青计
    装配图与实物图如下：

    2．2 圆型FBGS-O 沥青计
    装配图与实物图如下：

    2．3 应变计算公式
    两应变传感器的波长变化与应变关系式：

    工字型：
    如图5 所示www.cechina.cn，设钢板长度：
    （1） AB=弧AEB=L=0.2m

    变形后高度变化：

    （2） △H=EF

    半径：R=OA

    3 毫米厚工字板表面的应变：

    （3） ε =y/R=8 △H y/L2

    （4） △λB=21△T+u *△H

    y=1.5mm L=200mm △H 为压下量即被测物的挠度 △λB 为波长变化，单位取pm。
　　
    ε为应变量 △T为温度变化量 u为传感器压变系数实测值为u=1.11pm/μm

    注：以上所计算的应变ε为传感器本身的上表面应变值，传感器钢板厚度为3mm控制工程网版权所有，长度为200mm，并不代表路面的真实应变。

    圆盘式：

    （5）△λB=21.T+△ε*u

    △λB 为波长，△ε为应变量，△T 为温度变化量，u 为传感器应变系数，实验中的样品u = 1.2pm/με。
　　
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