一、摘要

近期我司与某高校客户进行了落石冲击模拟实验，本实验通过模拟落石冲击场景，利用Opterro高速光纤光栅解调仪对金属平板进行动态应变监测。实验成功捕获了冲击瞬间的应变波形及衰减过程，验证了设备在高速、高精度动态应变监测领域的卓越性能，为工程结构安全评估提供可靠技术手段。

二、实验背景与目的

背景

• 落石冲击是岩土工程、交通设施（如隧道、边坡）等领域的关键风险场景。

• 动态应变监测对评估结构损伤、优化防护设计至关重要。

• 传统应变片存在采样率低、抗干扰差、多点同步难等痛点。

目的

1. 验证Opterro设备在高速冲击场景下的动态响应能力

2. 评估系统在复杂环境中的抗干扰性能

3. 展示光纤光栅技术在高频动态监测中的独特优势

三、实验设备与配置

四、实验方法与流程

1. 传感器布设

• 在0.5m×0.5m钢板表面布设4个FBG传感器，形成中心密集、外围放射状监测网络

• 使用专用胶黏剂确保传感器与基体应变同步

2. 系统调试

• 通过Opterro专用软件完成波长标定与通道匹配

• 设置100kHz采样率，触发模式：手动触发

3. 冲击实施

• 释放配重块模拟落石冲击，同步启动数据采集

• 重复3次实验确保数据可重复性

• 五、实验结果与分析

• 

• 数据完整捕捉到应变的动态变化和衰减过程。上图为单根光纤上4个FBG测试数据。

• 六、核心优势验证

• 超高速采集
  10kHz采样率精准捕获微秒级应变突变，无信号混叠（Nyquist定理验证）

• 卓越抗干扰性
  实验环境含强电磁干扰（冲击装置电机），系统仍输出稳定信号

• 分布式监测能力
  单设备实现8通道同步，满足大面积结构全场监测需求

• 七、工程应用场景

• 本实验验证的技术可拓展至：

• 地质灾害预警：滑坡体锚索应力实时监测

• 交通设施防护：桥梁防撞结构冲击评估

• 军工防护：爆炸冲击波作用下掩体形变监测

• 工业安全：压力容器瞬态过载检测

• 八、结论

• Opterro 超高速光纤光栅解调仪在本次实验中表现出：

• 对亚毫秒级动态事件的完整捕获能力

• 微应变级的高精度测量稳定性

• 复杂工况下的可靠运行性能

• 该设备为冲击载荷下的结构安全评估提供了革新性解决方案，建议在土木工程、矿业安全、国防军工等领域推广应用。