DB50/T 753-2017 光纤光栅结构安全检查系统设计、施工及验收规范

ICS13.220.01

P16

备案号：58136-2018DB50

重庆市地方标准

DB50/T753—2017

光纤光栅结构安全监测系统设计、施工及验

收规范

Codefordesign，installationandacceptanceoffibergratingstructurehealthy

monitoringsystems

2017-10-10发布2017-12-31实施

重庆市质量技术监督局发布

DB50/T753—2017

目次

前言.................................................................................I

1范围..............................................................................1

2规范性引用文件....................................................................1

3术语和定义........................................................................1

4系统设计..........................................................................2

5系统施工..........................................................................4

6调试..............................................................................6

7竣工验收..........................................................................8

附录A（规范性附录）典型光纤光栅传感器安装组件、步骤及示意图.....................10

附录B（规范性附录）光纤光栅结构安全监测系统开工报告及分部、子分部、分项工程划分..14

附录C（规范性附录）光纤光栅结构安全监测系统施工现场质量管理检查记录.............16

附录D（规范性附录）光纤光栅结构安全监测系统施工过程检查记录.....................17

附录E（规范性附录）光纤光栅结构安全监测系统工程质量控制资料核查记录.............20

附录F（规范性附录）光纤光栅结构安全监测系统工程验收记录.........................21

I

DB50/T753—2017

前言

本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。

本标准由重庆黄桷树光电科技有限公司提出。

本标准由重庆市经济和信息化委员会归口。

本标准主要起草单位：重庆黄桷树光电科技有限公司、重庆万泰电力科技有限公司、重庆理工大学

（光纤传感与光电检测重庆市重点实验室、重庆市现代光电检测技术与仪器重点实验室）。

本标准参编单位：中国航空规划设计研究总院有限公司、中国葛洲坝集团电力有限责任公司、重庆

建工集团股份有限公司、重庆交通科研设计院有限公司、北京设备管理协会。

主要起草人员：刘宝玉，赵明富，赵伟，罗彬彬，钟年丙，田永超，曾学忠，马伯涛，黄季阳，宋

毛毛、邓运彬，刘正发，王博思，杜渝等。

II

DB50/T753—2017

光纤光栅结构安全监测系统设计、施工及验收规范

1范围

本规范规定了光纤光栅结构安全监测系统的术语和定义、系统设计、系统施工、调试及竣工验收规

范的要求。

本规范适用于大坝主体、冶金、矿井、隧道、桥梁等大型钢结构和混凝土结构等多种建筑领域设置

的光纤光栅结构安全监测系统的标准设计、施工验收与运行维护管理。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB50093—2013自动化仪表工程施工及质量验收规范

GB50661-2011钢结构焊接规范

3术语和定义

下列术语和定义适用于本标准。

3.1

光纤光栅结构安全监测系统fibergratingstructurehealthymonitoringsystems

由光纤光栅压力及应变传感器、传输光缆以及具有信号处理功能的装置组成，能实时获取结构的压

力及应变变化程度信息的系统。

3.2

光纤光栅信号处理器（以下简称信号处理器）fibergratingsignalprocessor

由宽带光源、光分路器、多通道可扩展光电同步探测模块、CPU主控电路、控制接口、显示器接口、

光接头等组成，将光信号经过调制解调处理转变成电信号，具有显示、报警和输出功能的装置。

3.3

光纤光栅应力应变传感器detectoroffibergratingstress-strainsensor

利用光纤光栅对结构压力和应力敏感性的原理，用来检测被监测对象应力应变变化的装置。

3.4

光纤光栅混凝土表面型应力应变传感器detectoroffibergratingstress-strainsensorused

onsurfaceofconcrete-basedstructure

1

DB50/T753—2017

利用光纤光栅对结构压力和应力敏感性的原理，用来检测混凝土表面结构应力应变变化的装置。

3.5

光纤光栅混凝土埋入式应力应变传感器detectoroffibergratingstress-strainsensorused

insideofconcrete-basedstructure

利用光纤光栅对结构压力和应力敏感性的原理，用来检测混凝土内部结构应力应变变化的装置。

3.6

光纤光栅钢结构应力应变传感器detectoroffibergratingstress-strainsensorusedon

steel-basedstructure

利用光纤光栅对结构压力和应力敏感性的原理，用来检测钢结构应力应变变化的装置。

3.7

光纤光栅温度补偿传感器detectoroffibergratingtemperaturecompensation

在光纤光栅传感器变形过程中受到温度和应变/压力双参数交叉影响，需准确测量应变/压力对传感

器变形量的贡献时，须通过温度补偿传感器来剔除温度对变形量的影响的装置。

3.8

连接光缆opticalfiberfordetectorconnecting

用于各类传感器间的连接。

3.9

尾纤opticalfiberconnector

主机与连接光缆的连接器。

4系统设计

4.1适用场所及分类

4.1.1下列场所或部位，可采用光纤光栅传感器：

a)交通领域：桥梁、隧道、涵洞、边坡、路基、铁路、轮渡、航空器等；

b)水利领域：大坝、隧洞、沟渠、坚井、其它水工建筑物等；

c)电力领域：发、变电站，杆塔，电缆隧道和夹层等；

d)石化领域：油气输送管线、钻井平台、油库、油罐、油井等；

e)民用领域：公共建筑、民用建筑、大型结构、公共设施等；

f)冶金领域：高炉、大型设备等；

g)矿业领域：矿井、巷道、尾矿库、开采设施等；

h)其它领域：存在电磁干扰的场所；不易安装探测设备的夹层、闷顶等部位；各种皮带输送装置；

潮湿、腐蚀、易燃易爆等恶劣的环境场所。

4.1.2光纤光栅信号处理器工作温度范围宜为0℃～45℃。

2

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4.1.3光纤光栅信号处理器工作湿度范围宜为小于95%RH，无凝露。

4.2技术要求

4.2.1光纤光栅结构安全监测系统中应由报警控制器、光纤光栅信号处理器、连接光缆、光纤光栅传

感器、接续盒、显示器等组成。光缆的物理特性指标应满足国家相关标准，并由具有国家法定质检机构

出具的检验报告。

4.2.2光纤光栅结构安全监测系统的信号处理器、显示器宜设置在监控中心或在24h有人值班的值班

室内。

4.2.3光纤信号处理器监测的信息可通过继电器、输入模块或直接通讯的方式输入到报警控制器。传

感器与结构检测对象之间应紧密贴合。结构安全监测系统各组件应按国家相关要求。

4.2.4光纤光栅传感器通过尾纤与信号处理器连接，并用接线盒保护。施工中使用的各类配件应符合

相关标准要求。

4.2.5光纤光栅信号处理器监测的物理量信息可通过显示器实时显示。

4.2.6光纤光栅结构安全监测系统可按结构的环境情况设置单级或多级阈值变化量。

4.2.7光纤光栅结构安全监测系统可根据现场情况及保护对象的重要程度，设定预警阀值。

4.2.8当探测区域结构变量达到预设危险值时，光纤光栅探测信号处理器应发出报警信号和报警定位

信息，指示出报警通道。

4.2.9报警控制器应能显示光纤光栅信号处理器的工作及故障状态。

4.2.10光纤光栅结构安全监测系统宜具有光纤损坏断裂自检功能。

4.2.11光纤光栅传感器在对结构参数检测时宜达到以下性能参数：

a)对应变参数测量时，测量量程为±2000με，分辨率不低于0.1％F.S.，测量精度不低于0.3％

F.S.，可测动态频率不低于30Hz；

b)对压力参数测量时，测量量程为0-5Mpa，分辨率不低于0.1%F.S.，测量精度不低于0.5%F.S.，

可测动态频率不低于20Hz。

4.3系统设置

光纤光栅信号处理器、显示器的设置应符合下列要求：

4.3.1光纤光栅信号处理器和输入模块宜设置在标准机柜内；

4.3.2显示器宜设置在控制台上或机柜内；

4.3.3控制台或机柜前的操作距离，要求单列布置时不宜小于1.5m、双列布置时不宜小于2m；

4.3.4在值班人员经常工作的一面，控制台或机柜至墙的距离不宜小于3m；

4.3.5控制台或机柜后的维修距离不宜小于0.8m；

4.3.6控制台或机柜的排列长度大于4m时，其两端通道不宜小于1m；

4.3.7机柜安装在墙上时，其底边距地面高度宜为（1.3～1.5）m，其靠近门轴的侧面距墙不宜小于

0.5m，正面操作距离不宜小于1.2m；

4.3.8光纤光栅信号处理器应设置在控制室内，设置条件应符合GB50093-2013中5.1和5.2条相关

要求；

4.3.9光纤光栅信号处理器接地应按GB50093-2013中9.2条有关规定执行。

4.4信号传输与布线

4.4.1光纤光栅结构安全监测系统的信号传输光缆（含光纤光栅系统的非用作探测器的部分光缆），

应采用金属管、阻燃硬质塑料管或封闭式线槽保护方式布线。

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4.4.2光纤光栅信号处理器输出的信号根据情况采用下列方式传输：

a)与显示器传输距离较近时，可采用通讯串口方式或硬接点传输方式；

b)与显示器传输距离较远或需避免强电磁场干扰的传输，宜采用光纤传输方式；

c)与报警控制器连接应采用阻燃电线电缆。

4.4.3光纤光栅结构安全监测系统的电源线采用阻燃铜芯绝缘导线。

4.5系统的供电、接地与安全防护

4.5.1光纤光栅结构安全监测系统应设主电源和直流备用电源，并应设置电源接通光指示。

4.5.2光纤光栅结构安全监测系统的主电源采用直流供电时，可优先采用DC24V，当采用交流供电时，

应采用AC220V/50Hz。直流备用电源宜采用光纤光栅结构安全监测系统的专用蓄电池或集中设置的蓄

电池。

4.5.3光纤光栅结构安全监测系统中的显示器通讯设备等的电源，应由UPS装置供电。

4.5.4光纤光栅结构安全监测系统主电源的保护开关不应采用漏电保护开关。

4.5.5光纤光栅结构安全监测系统接地装置的接地电阻值不应大于4Ω。

4.5.6光纤光栅结构安全监测系统采用交流供电时，设备金属外壳和金属支架等应作保护接地，接地

线应与电气保护接地干线（PE线）相连接。

4.5.7光纤光栅结构安全监测系统应设专用接地干线。

4.5.8专用接地干线应采用铜芯绝缘导线，其线芯截面积不应小于4mm2，专用接地干线宜穿硬质塑料

管埋设至接地体。

4.5.9进入控制室的架空电缆入室端和需采取防雷的场所，应设置避雷保护装置。

5系统施工

5.1一般规定

5.1.1施工单位应具有相应专业的安装资质。

5.1.2光纤光栅结构安全监测系统安装施工前符合下列技术要求：

a)施工图设计文件及有关的技术文件；

b)产品应具备市场准入制度要求的有效证明文件和型式检验报告；

c)产品具有出厂合格证、使用、维护说明书；

d)系统各组件的功能应符合设计要求。

5.1.3系统的施工安装，应按批准的施工图设计文件和有关技术文件进行，不得随意变更。当需要变

更时，应按有关规定审查同意。

5.1.4光纤光栅结构安全监测系统安装前需办理开工报告（按附录B规定）。

5.1.5安装施工中，按附录C、D、E规定的内容做记录。

5.1.6安装施工中，应确保各组件的完好性，不允许擅自拆卸系统组件。

5.1.7线路应按最优化路径集中敷设，横平竖直，整齐美观，不易交叉。

5.1.8光纤（光缆）严禁打结、悬空。

5.2系统组件检查

安装施工前，光纤光栅结构安全监测系统应按下列规定进行检查：

5.2.1各组件的型号、规格、数量，应符合设计文件的要求。

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5.2.2组件上的铭牌应清晰、完整。

5.2.3组件应无碰撞变形及其它机械性损伤；表面无锈蚀，保护层完好。

5.2.4系统电源线、传输线应根据本规定对导线的种类、电压等级进行检查。

5.3施工

5.3.1安装与施工的材料、设备见附录B。

5.3.2传感器的安装位置应符合设计文件要求。各组件的安装应牢靠，符合设计要求。

5.3.3传感器与传输光缆相连接应用光纤保护盒保护，光纤保护盒应固定牢固，其光纤连接必须可靠。

5.3.4传感器光缆展开时不得直接抖开，必须按原成盘方向的反方向盘旋展开。

5.3.5光纤弯曲时，弯曲半径应大于50mm。光纤光栅区的弯曲半径应大于300mm。

5.3.6传感光缆用弯卡或挂钩固定，且应避开传感点。在固定光缆时不能用力拉扯，固定后的光缆应

处于松弛状态。

5.3.7传感器的多余光缆应盘好、绑扎成束，放在附近的立柱或扶手旁。

5.4光纤连接

5.4.1同一个光通道的不同光缆盘之间必须熔接。光纤则断处，有明显损伤处必须熔接。多个光纤光

栅串接时必须熔接。

5.4.2光缆接头处应使用光缆接续盒保护，光缆接续盒、终端保护盒防护等级达到或高于IP65。

5.4.3光缆的连接应采用专用设备进行。连接操作中应防止损伤和折断光纤（光纤光栅），连接后必

须对光纤和光纤光栅的中心波长飘逸情况进行测试。对于光纤要求单个熔接点的功率损耗不得大于

0.1dB。

5.5分布式光纤光栅米标记录

分布式光纤光栅传感器米标记录应包括以下内容：

5.5.1待测区光纤光栅的始端和末端。

5.5.2区域交界处（含桥架间转换处）。

5.5.3光缆接头处及余量段处。

5.5.4米标记录格式应为：区域名称+光纤始端信息+光纤尾端信息。

5.6准分布式光纤光栅现场记录

准分布式光纤光栅传感器现场记录应包括以下内容：

5.6.1每个光纤光栅传感单元应编号并作记录。

5.6.2需测量每个光纤光栅传感单元的中心谐振波长，并对每个中心波长的传感单元进行编号记录。

5.6.3待测区一个通道光纤光栅工作分区进行记录。

5.6.4每个光纤光栅传感单元的安装位置（起点和终点）应作记录。

5.6.5每安装完成一个通道的传感器后，观察传感器之间的损耗，记录并核对每个传感器的初使波长

值及对应的监测点位置。

a)首先光谱仪模式，查看光谱图中波峰数量是否与光栅数量相同。注意通道中是否有双光栅的传

感器，因为一个双光栅的传感器有两只光栅，应有两个波峰；

b)同一通道中相邻两波峰之间的波长间隔距离：如果相邻传感器为应变传感器，则应大于3nm，

如果相邻两传感器为压力传感器，则应大于2nm；

c)同一通道中最矮的波峰的功率不能小于4dBm，最高和最矮的波峰之间的功率差不能超过8dB。

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5.6.6当系统安装完成后进行总体调试，查看每台仪器每通道光谱图，波长调解模式下的数据是否都

完全正确。

5.6.7光纤光栅记录格式应为：区域名称+光纤编号+安装起始位+工作分区。

5.6.8信号处理记录格式应为：仪器编号+连接光纤编号+传感单元编号。

5.7光纤光栅信号处理器安装

5.7.1光纤光栅信号处理器的安装位置应符合设计和环境条件要求。

5.7.2光纤光栅信号处理器的安装应采用螺钉固定安装在机柜内，并采取通风、散热措施。

5.7.3光纤光栅信号处理器的安装位置不应受强光直射，当有不可避免的强光直射时，应加遮光罩遮

挡。

5.7.4光纤光栅信号处理器的安装时，应根据设计要求，进行仪表柜内布线并检查各线号无误。

5.7.5光纤光栅信号处理器的安装时，将信号处理器装入仪表柜，按使用说明书要求进行接线。合上

电源开关，检查仪表是否进入正常工作状态，如正常，断开电源，装上仪表挂钩并拧紧，将光缆上的跳

线接头同信号处理器接好。

5.7.6光纤光栅信号处理器的安装时，引出的尾纤宜留有大于1m的余量，不得影响光纤光栅信号处理

器的正常运行。

5.7.7光纤光栅信号处理器的安装时，主电源引入线，应直接与消防电源连接，严禁使用电源插头，

主电源应有明显标志。

5.7.8光纤光栅信号处理器的安装时，尾纤、同轴电缆应固定，外露部分应穿金属软管，并应在金属

软管上采取防火保护措施。

5.7.9光纤光栅信号处理器的安装时，光纤光栅传感器链路的每一接线端子上都应清晰、牢固地标注

上其编号或符号。

5.7.10光纤光栅信号处理器的安装时，接地应牢固，并有明显标志。

5.8控制台及机柜安装

5.8.1控制台及机柜安装位置应符合设计要求。

5.8.2控制台及机柜的底座应加塞座与地面固定。

5.8.3控制台及机柜安装应竖直平稳，垂直偏差不得超过1.5%。

5.8.4控制台面板安装应各在同一平面上并塞准线平行，前后偏差尺寸不得大于3mm。

5.8.5控制台及机柜内的设备和部件应安装牢固、端正。

5.8.6附件完整、无损伤、螺丝紧固，台面整洁无划痕。

6调试

6.1一般规定

6.1.1调试的材料、设备见附录B。

6.1.2光纤光栅结构安全监测系统的测试应在建筑物内部装修和系统施工结束后进行。

6.1.3调试前应具