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分布式光纤检测区域振动研究

作　者: 金志斌
导　师: 练继建
学　校: 天津大学
专　业: 水利水电工程
关键词: 水利水电工程安全监测区域振动泄洪洞空蚀损伤识别分布式光纤
分类号: TP274.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

高坝的泄洪消能布置,往往由于场地的限制,仅靠坝身泄洪很难满足设计要求,经常需要利用其它泄洪设施来宣泄多余的洪水,龙抬头和龙落尾式泄洪洞是实际工程中应用较多的形式。如二滩水电站,溪洛渡水电站及锦屏一级水电站等国内大型水电工程都采用了这种形式的泄洪洞,由于水头很高,在龙抬头(或龙落尾)段后,流速常常可达到40m/s～50m/s,泄洪洞容易发生空蚀破坏,其安全问题非常突出。如何确保泄洪洞泄洪安全以及在泄洪洞出现空蚀破坏等安全问题后如何及时检测和预警是亟待解决的问题。由于泄洪洞属地下工程,结构庞大,目前泄洪洞泄洪时造成的空蚀破坏主要是靠人工的方法进行检查或通过点式传感器等进行监测。人工检查的方法只能在泄洪洞泄洪停止后进行,对泄洪过程中进行的空蚀破坏过程无法了解和监控,不仅具有时间上的滞后性,而且人工检查需要耗费很多时间和人力;点式传感器覆盖范围有限,且泄洪洞环境恶劣,传感器易因腐蚀而失效。随着光纤传感技术的发展,使对泄洪洞泄洪时空蚀的在线实时检测成为可能。本文首次提出了利用分布式光纤检测泄洪洞空蚀的思想,对其原理进行了阐述。对分布式光纤的振动特性与工程上熟悉的振动位移和加速度传感器进行了对比测量分析;同时制作了混凝土模型,对埋设在混凝土内的分布式光纤的振动特性及不同孔深时力锤锤击产生的振动信号大小进行了定性的试验研究。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-16
  1.1 问题的提出  7-8
  1.2 国内外研究现状  8-15
  1.3 本文的主要内容  15-16
第二章泄洪洞的空蚀破坏  16-23
  2.1 泄洪洞空蚀破坏实例  16-18
  2.2 泄洪洞空蚀破坏及原因分析  18-21
  2.3 泄洪洞容易空蚀破坏的区域  21-23
第三章小波理论及其应用  23-32
  3.1 Fourier 变换与短时 Fourier 变换  23-25
  3.2 小波变换  25-27
  3.3 多分辨分析  27-29
  3.4 小波理论在信号预处理中的应用  29-32
第四章分布式光纤的振动特性试验分析  32-55
  4.1 光纤传感器原理及分类  32-33
  4.2 试验用光纤传感器的调制和解调原理  33-36
  4.3 试验系统组成  36
  4.4 分布式光纤的振动特性试验分析  36-54
  4.5 本章小结  54-55
第五章埋设光纤的振动特性  55-63
  5.1 试验简介  55-56
  5.2 埋设光纤的振动特性  56-62
  5.3 分布式光纤检测泄洪洞空蚀的原理  62-63
第六章结论与展望  63-65
  6.1 结论  63
  6.2 展望  63-65
参考文献  65-69
参加科研情况说明  69-70
致谢  70

分布式光纤检测区域振动研究

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