[发明专利]一种基于白光干涉传感技术的安全壳性能评价方法

说明书

本发明涉及重大土木结构工程安全监测和核安全领域，具体涉及一种基于白光干涉传感技术的安全壳性能评价方法，包括如下步骤：在安全壳上铺设传感光纤；获取筒体的真实应变值及径向位移值；获得筒体的理论应变值及径向位移值；对安全壳进行性能评价，判断安全壳是否满足整体强度要求，本发明基于白光干涉传感技术的安全壳性能评价方法在安全壳混凝土结构预埋振弦传感器失效的情况下仍可以进行整体性能评价，且具有多区域铺设、长距离、高精度、数据量大、直观，可消除局部位置的偶然误差等创新点和优点，可满足现有预埋应变监测传感器补充和失效前升级改造需要，为核电厂的长寿期运行提供保证。

技术领域

本发明涉及重大土木结构工程安全监测和核安全领域，具体涉及一种基于白光干涉传感技术的安全壳性能评价方法。

背景技术

光纤传感器具有众多优势，它体积小、抗电磁干扰无漂移、耐久性好、传输距离远，其中白光干涉传感器基于迈克尔逊干涉原理，具有长距离传输、整体应变实时监测等优点，目前已逐渐在结构健康监测领域得到应用，是一种潜在应用于土木工程结构长期健康监测的良好传感器。目前已初步应用于钢筋混凝土腐蚀监测、混凝土的冻融损伤监测等领域。

传统安全壳结构整体性评价主要基于安全壳建造阶段预埋的若干数量振弦应力计，通过日常运行期间安全壳强度试验和十年大修打压试验期间的安全壳强度试验来进行评价和预测，其中混凝土应变是非常重要的指标之一，然而预埋振弦传感器随着服役时间增长发生失效且无法维修或更换的可能性和严重程度均会增加。IAEA(国际原子能机构)指出“法国核电站此类传感器平均故障率约为每年2％”，目前部分核电厂预埋振弦式应变监测传感器也出现一定比例失效，当失效比例进一步扩大，则监测数据的有效性不足以准确评价安全壳性能和安全状态，将最终导致核电站运行期间安全壳的结构性能无法处于有效监测状态下，不符合核安全监管的要求。预埋传感器的失效不可逆转且无法实现修复和更换，且目前国内核电厂正在申请延长二十年运行时间，对安全壳结构性能监测提出了更高的要求。

发明内容

本发明基于现有技术存在的问题提供一种基于白光干涉传感技术的安全壳性能评价方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于白光干涉传感技术的安全壳性能评价方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)在安全壳上铺设传感光纤，具体为：

在筒体的顶部、中部和筏基部位的表面沿环向分别铺设水平传感光纤；

所述筒体自其顶部到中部间隔铺设多条竖向传感光纤；

在所述水平传感光纤和所述竖向传感光纤的铺设位置分别铺设温度补偿光纤，每一根传感光纤均一一相应的设有与其相配合的一根温度补偿光纤；

2)获取筒体的真实应变值及径向位移值

2.1)在白光干涉的光学回路中，设置步进电机为扫描镜，当光程条件满足时发生干涉，确定步进电机的干涉位置为X₀；在传感光纤一侧当其长度改变后，步进电机的位置变为X₁，则：

Δl＝|X₁-X₀|·L_N (1)

上述式(1)至式(2)中：

ε—传感光纤的应变；

L_N—步进电机的步长；

Δl—传感光纤绝对应变的和；

l₀—传感光纤的长度；

2.2)采用温度补偿光纤对上述传感光纤的实测应变值进行修正，即获得修正后筒体沿水平方向的真实应变值ε_0x和筒体沿竖直方向的真实应变值ε_0y；