《结构健康监测光纤光栅传感系统理论与应用》

孙丽，张春巍著. 北京：科学出版社，2020.7

ISBN 978-7-03-0-6

近年来，我国经济发展迅速，大型土木工程和基础设施工程如雨后春笋，规模和建设速度不断攀升。然而，由于环境侵蚀、材料老化、动力荷载导致的结构疲劳效应、灾变效应等因素的长期联合作用与短期的耦合效应，工程结构在服役过程中不可避免地产生累积损伤，造成承载能力下降，且在极端情况下极易引发灾难性的后果。针对重大工程结构开展实时结构健康监测、及时识别结构的累积损伤与性能退化，对可能出现的灾害提前进行预警，不仅可以提高工程结构的安全性和可靠性，还可以降低结构的运营和维护维修费用。

▲ 光纤光栅传感器在结构健康监测中的应用

光纤传感技术是一门新兴的、多学科交叉的高科技应用技术。以传感技术为核心的结构健康监测逐渐成为结构工程学科一个重要研究方向。与传统传感器相比，光纤传感器具有体积小、质量轻、可植入结构、可复用及无电磁干扰等优点，因而成为土木工程结构健康监测领域应用前景较好的核心传感元件之一。在各种光纤传感器中，光纤光栅传感器由于适用恶劣环境下的监测，其已成为最具有发展前景的非电类传感器。

▲ 基于楔形腔结构的光纤光栅位移传感器的剖视图

目前，国内外的研究大都热衷于光纤光栅传感元件的开发，尚缺少针对光纤光栅传感元件的统一、系统、专门设计的标准和安装规范，以及数据处理规程。在光纤光栅传感器的设计、安装和使用中，由于使用者对传感器的设计原理和传感原理缺乏了解，常常不能正确安装光纤光栅传感器或不能正确处理获得的传感数据，进而导致测量结果不准确或监测数据不可靠。

《结构健康监测光纤光栅传感系统理论与应用》（孙丽，张春巍著. 北京：科学出版社，2020.7）一书从光纤光栅传感器的基本原理出发，通过与工程实践相结合，对光纤光栅传感器在设计、安装和使用过程中可能遇到的各类问题进行全面地分析与探讨。

具体内容

光纤光栅传感的基本理论；

光纤光栅传感器设计与制作；

光纤光栅传感器应变标定常见问题分析与处理方法；

光纤光栅传感器的动态响应时间分析计算方法；

光纤光栅传感器可测频率范围计算方法；

光纤光栅传感器应变传递误差理论分析与计算方法；

应用光纤光栅的钢筋腐蚀监测和地下管道腐蚀监测；

FBG-GFRP 智能筋设计与使用过程中的常见问题分析；

光纤光栅传感元件温度补偿技术与温度灵敏度系数计算方法；

基于光纤光栅传感器的监测数据分析与处理方法。

▲ 管式封装的光纤光栅应变传感器中的FBG 径向应力分析结果

本书注重理论与实践相结合，既有光纤光栅传感器试验，也有工程现场监测的典型案例，可作为高等院校土木工程、光学工程专业高年级本科生、研究生和教师的参考书，也可供从事光纤传感器的研究与开发、生产与应用的科研人员和工程技术人员参考。

本书的研究工作得到了国家科学技术学术著作出版基金、国家自然科学基金（项目编号： 和）等项目的资助。

本文摘编自《结构健康监测光纤光栅传感系统理论与应用》（孙丽，张春巍著. 北京：科学出版社，2020.7）一书“前言”，有删减修改，标题为编者所加。

（本文编辑：刘四旦）

【来源：科学出版社】

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