تطبيق تقنية استشعار FBG في مراقبة الصحة الهيكلية - تطبيق شبكة براغ الليفية - تطبيق مستشعر FBG - تطبيق مزيل تشكيل FBG
1، نظرة عامة على مراقبة الصحة الهيكلية
تشير مراقبة الصحة الهيكلية (SHM) إلى استخدام تقنيات الاستشعار غير المدمرة في الموقع، وتحليل خصائص الأنظمة الهيكلية، بما في ذلك الاستجابات الهيكلية، للكشف عن التلف أو التدهور في الهياكل.
أهداف مراقبة الصحة الهيكلية هي:
- ضمان سلامة وموثوقية الهياكل.
- إطالة عمر الهياكل.
- تقليل تكاليف الصيانة.
تشمل التقنيات الرئيسية المستخدمة في مراقبة الصحة الهيكلية:
- Sensor technology – OFSCN شبكة براغ الليفية Sensing Technology is a significant branch.
- Signal processing technology – OFSCN Fiber Optic Grating Interrogators effectively process signals returned by sensors.
- تقنية تحديد الضرر – تختلف عبر الصناعات ولا يمكن تلخيصها ببساطة.
مقدمة فيديو لأجهزة استشعار شبكة براغ الليفية لمراقبة الصحة الهيكلية
تغطي تطبيقات مراقبة الصحة الهيكلية مجالات متنوعة، مع استخدام واسع عبر الصناعات.
يمكن استكشاف المزيد من التفاصيل من خلال الرابط أدناه.
The use of Fiber Bragg Grating Sensing Technology in مراقبة الصحة الهيكلية is an emerging discipline. With continuous technological advancements by DCYS and industry partners, its applications are expected to become more extensive.
فيما يلي بعض التطبيقات البارزة لمراقبة الصحة الهيكلية:
- في الولايات المتحدة، يستخدم جسر البوابة الذهبية نظام مراقبة الصحة الهيكلية لمراقبة صحة الجسر.
- في أوروبا، تستخدم شركة إيرباص نظام مراقبة الصحة الهيكلية لمراقبة الحالة الهيكلية للطائرات.
- في الصين، يستخدم برج شنغهاي نظام مراقبة الصحة الهيكلية لمراقبة صحة المبنى.
2، الأنواع الرئيسية لمستشعرات شبكة براغ الليفية المستخدمة في مراقبة الصحة الهيكلية
في مراقبة الصحة الهيكلية، تُستخدم الأنواع التالية من منتجات مستشعرات شبكة الألياف البصرية بشكل أساسي لمراقبة الكميات الفيزيائية المختلفة:
مستشعر إجهاد شبكة براغ الليفية: يستخدم لقياس إجهاد الهيكل، وهو التشوه الناتج عن القوة المؤثرة على الهيكل.
مقدمة فيديو لمستشعرات إجهاد شبكة براغ الليفية لمراقبة الصحة الهيكلية
شبكة براغ الليفية مستشعر درجة الحرارة: يستخدم لمراقبة تغير درجة حرارة الهيكل، لأن تغير درجة الحرارة قد يؤثر على أداء الهيكل.
مقدمة فيديو لمستشعرات درجة حرارة شبكة براغ الليفية لمراقبة الصحة الهيكلية
شبكة براغ الليفية مستشعر الإزاحة: يستخدم لقياس إزاحة أو اهتزاز الهيكل، وهو أمر مهم جدًا لالتقاط الاستجابة الديناميكية للهيكل.
شبكة براغ الليفية مستشعر الضغط: يستخدم لقياس تغير الضغط أو القوة على الهيكل أو مكوناته.
شبكة براغ الليفية مقياس التسارع: يستخدم لمراقبة تغير تسارع الهيكل، وهو مفيد جدًا لتحليل خصائص الاهتزاز للهيكل.
شبكة براغ الليفية مستشعر الرطوبة: يستخدم للكشف عن تغير رطوبة البيئة المحيطة بالهيكل، قد يؤثر تغير الرطوبة على أداء بعض المواد الهيكلية.
يمكن أن يوفر الجمع بين منتجات مستشعرات شبكة الألياف البصرية هذه مراقبة شاملة للصحة الهيكلية، مما يمكن المهندسين وأنظمة المراقبة من تقييم حالة الهيكل بدقة وفي الوقت المناسب، وبالتالي اتخاذ تدابير الصيانة والإصلاح اللازمة.
3، أمثلة تطبيقية لتقنية استشعار FBG في مراقبة الصحة الهيكلية
تقنية استشعار شبكة براغ الليفية (FBG) هي طريقة متعددة الاستخدامات وموثوقة للغاية لمراقبة الصحة الهيكلية. من خلال استخدام الألياف البصرية المدمجة داخل الهيكل أو المرفقة به، يمكن لمستشعرات FBG اكتشاف وقياس التغيرات في الإجهاد ودرجة الحرارة والضغط والمتغيرات البيئية الأخرى. وجدت هذه التقنية تطبيقات عديدة في مجال مراقبة الصحة الهيكلية، بعضها مذكور أدناه.
المراقبة الهيكلية للجسور
الجسور هي مكونات حيوية في البنية التحتية للنقل، وسلامتها واستقرارها في غاية الأهمية. يمكن استخدام مستشعرات FBG لمراقبة الإجهاد ودرجة الحرارة والاهتزاز لمكونات الجسر مثل الكابلات والعوارض والأرصفة. من خلال المراقبة المستمرة لهذه المعلمات، يمكن للمهندسين اكتشاف أي تشوهات أو علامات تدهور في هيكل الجسر واتخاذ إجراءات تصحيحية في الوقت المناسب.
مراقبة خطوط الأنابيب
تُستخدم خطوط الأنابيب لنقل السوائل المختلفة مثل النفط والغاز والمياه لمسافات طويلة. السلامة الهيكلية لخطوط الأنابيب ضرورية لمنع التسربات والانسكابات والحوادث الأخرى. يمكن استخدام مستشعرات FBG لمراقبة الإجهاد ودرجة حرارة مكونات خط الأنابيب مثل الصمامات والتجهيزات والوصلات. من خلال اكتشاف التغيرات في هذه المعلمات، يمكن للمهندسين تحديد مناطق الضعف أو الفشل المحتملة واتخاذ إجراء تصحيحي قبل حدوث أي ضرر.
مراقبة الصحة الهيكلية للطائرات
سلامة وموثوقية الطائرات ذات أهمية قصوى في صناعة الطيران. يمكن دمج مستشعرات FBG داخل هياكل الطائرات لمراقبة الإجهاد ودرجة الحرارة والاهتزاز للمكونات الحرجة مثل الأجنحة وجسم الطائرة وحوامل المحرك. من خلال المراقبة المستمرة لهذه المعلمات، يمكن للمهندسين اكتشاف أي علامات إجهاد أو تشقق أو أشكال أخرى من الضرر واتخاذ تدابير تصحيحية لمنع الأعطال الكارثية.
مراقبة توربينات الرياح
توربينات الرياح هي هياكل معقدة تخضع لظروف بيئية قاسية مثل الرياح العاتية وتقلبات درجات الحرارة والاهتزاز. يمكن استخدام مستشعرات FBG لمراقبة الإجهاد ودرجة الحرارة والاهتزاز لمكونات توربينات الرياح مثل الشفرات والأبراج والكبسولات. من خلال اكتشاف التغيرات في هذه المعلمات، يمكن للمهندسين تحديد مناطق الضعف أو الفشل المحتملة واتخاذ إجراء تصحيحي قبل حدوث أي ضرر.
المراقبة الهيكلية للمباني
تتعرض المباني لمجموعة واسعة من العوامل البيئية مثل الرياح ودرجة الحرارة والنشاط الزلزالي. يمكن استخدام مستشعرات FBG لمراقبة الإجهاد ودرجة الحرارة والاهتزاز لمكونات المبنى مثل الجدران والأرضيات والأعمدة. من خلال المراقبة المستمرة لهذه المعلمات، يمكن للمهندسين اكتشاف أي تشوهات أو علامات تدهور في هيكل المبنى واتخاذ إجراءات تصحيحية في الوقت المناسب.
باختصار، لتقنية استشعار FBG تطبيقات عديدة في مجال مراقبة الصحة الهيكلية. قدرتها على اكتشاف وقياس التغيرات في الإجهاد ودرجة الحرارة والضغط والمتغيرات البيئية الأخرى تجعلها أداة قيمة لضمان سلامة وموثوقية مكونات البنية التحتية الحيوية مثل الجسور وخطوط الأنابيب والطائرات وتوربينات الرياح والمباني.