FBG-Messtechnik für das strukturelle Gesundheitsmonitoring verschiedener Brücken

Die Faser-Bragg-Gitter (FBG)-Sensorik ist eine Art faseroptischer Sensortechnologie, die Fasergitter zur Messung physikalischer und umweltbezogener Parameter wie Temperatur, Dehnung, Spannung, Verschiebung, Vibration und Form verwendet. FBG-Sensoren bestehen aus einem kurzen Segment einer optischen Faser, das eine periodische Modulation des Brechungsindex des Faserkerns enthält, die als wellenlängenselektiver Spiegel wirkt und Licht bei einer bestimmten Wellenlänge reflektiert. Wenn FBG-Sensoren physikalischen oder umweltbedingten Veränderungen ausgesetzt sind, ändert sich die reflektierte Wellenlänge, was Informationen über die gemessenen Parameter liefert.

Fiber grating sensing technology has been widely adopted in the smart city industry for Strukturelle Gesundheitsüberwachung of various infrastructure systems, including buildings, roads, and bridges.  In this article, we will discuss the problems that fiber grating sensing technology can solve, and how Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd.(short for DCYS ) can help to do Strukturelle Gesundheitsüberwachung(SHM) of various bridges in the smart city industry.

Faser-Bragg-Gitter-Sensorprinzip:

Faser-Bragg-Gitter (FBGs) sind periodische Strukturen, die in den Kern einer optischen Faser eingeschrieben werden. Diese Strukturen reflektieren eine bestimmte Lichtwellenlänge, die durch die Periodizität des Gitters bestimmt wird. Wenn das Gitter mechanischer oder thermischer Dehnung ausgesetzt wird, ändert sich die reflektierte Wellenlänge auf vorhersagbare Weise. Durch Überwachung der reflektierten Wellenlänge können Änderungen von Dehnung, Temperatur und anderen Parametern erkannt werden. FBG-Sensoren können zur Überwachung einer Vielzahl von Parametern wie Dehnung, Spannung, Temperatur und Vibration eingesetzt werden.

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Faser-Bragg-Gitter-Sensorprinzip - FBG-Prinzip - FBG-Sensorprinzip - FBG-Temperatur-Dehnungs-Spannungs-Vibrations-Form-Sensorprinzip

Ein Überblick über verschiedene Brücken, die häufig in der Smart-City-Industrie zu sehen sind:

Brücken sind kritische Bestandteile der Verkehrsinfrastruktur in der Smart-City-Industrie und bieten sichere und effiziente Durchgänge für Menschen und Güter. Es gibt verschiedene Arten von Brücken, die häufig in der Smart-City-Industrie zu sehen sind, darunter:

1. Hängebrücken - Brücken, die an Seilen von Türmen aufgehängt und an jedem Ende verankert sind.

2. Schrägseilbrücken - Brücken, die von Seilen getragen werden, die direkt vom Turm zum Fahrbahnträger verlaufen.

3. Bogenbrücken - Brücken, die wie ein gekrümmter Bogen geformt und an beiden Enden von Widerlagern gestützt werden.

4. Balkenbrücken - Brücken, die von Balken getragen werden, die zwischen Pfeilern oder Widerlagern spannen.

Physikalisches Diagramm des OFSCN® High-Range Fiber Bragg Grating (FBG) Dehnungssensors (Dehnmessstreifen) – Single-Ended, Länge 1 m­­

Warum SHM für verschiedene Brücken in der Smart-City-Industrie entscheidend ist:

Das strukturelle Gesundheitsmonitoring (SHM) verschiedener Brücken in der Smart-City-Industrie ist entscheidend für die Gewährleistung der Sicherheit und Haltbarkeit von Brückenkonstruktionen. Brücken unterliegen verschiedenen Umwelt- und Betriebslasten, einschließlich Verkehrslasten, Windlasten, Temperaturänderungen und seismischen Ereignissen, die im Laufe der Zeit zu strukturellen Schäden, Verschlechterung und sogar zum Einsturz führen können. SHM von Brücken kann frühe Anzeichen von Schäden erkennen, die strukturelle Integrität bewerten und Informationen für Wartung und Reparatur liefern, wodurch die Sicherheit und Langlebigkeit von Brückenkonstruktionen verbessert wird.

Schwierigkeiten bei der Durchführung von SHM verschiedener Brücken:

Die Durchführung von SHM verschiedener Brücken in der Smart-City-Industrie stellt mehrere Herausforderungen dar. Erstens sind Brücken große und komplexe Strukturen, was den Zugang und die Installation von Sensoren zur Überwachung erschwert. Zweitens unterliegen Brücken dynamischen Belastungen, die zu Sensorausfällen oder Messfehlern führen können. Schließlich kann die raue Umgebung von Brücken, wie die Exposition gegenüber extremen Temperaturen, Feuchtigkeit und Korrosion, ebenfalls die Sensorleistung und Zuverlässigkeit beeinträchtigen.

Physikalisches Diagramm des OFSCN® 6000με Faser-Bragg-Gitter-Dehnungssensors (FBG-Dehnungsmessstreifen mit 2,0 mm Durchmesser)­­

Welche Probleme können durch FBG-Technologie gelöst werden:

Die Faser-Gitter-Sensorik kann eine Vielzahl von Problemen im Zusammenhang mit dem strukturellen Gesundheitsmonitoring von Brücken in der Smart-City-Industrie lösen. Einige der wichtigsten Probleme, die mit Fasergittersensoren angegangen werden können, umfassen:

1. Früherkennung von Strukturschäden: Fasergittersensoren können Änderungen von Dehnung, Temperatur und anderen Parametern erkennen, die auf einen Schaden an einer Brücke hinweisen. Durch die Identifizierung von Schäden in einem frühen Stadium können Ingenieure vorbeugende Maßnahmen ergreifen, um schwerwiegendere Probleme in der Zukunft zu vermeiden.

2. Echtzeitüberwachung: Fasergittersensoren können Echtzeitdaten über den strukturellen Gesundheitszustand einer Brücke liefern, sodass Ingenieure Änderungen verfolgen und schnell auf auftretende Probleme reagieren können.

3. Verbesserte Genauigkeit: Fasergittersensoren liefern hochgenaue Messungen von Dehnung, Temperatur und anderen Parametern, was Ingenieuren helfen kann, fundiertere Entscheidungen über die Wartung und Reparatur von Brücken zu treffen.

4. Reduzierte Wartungskosten: Durch die Frühwarnung vor potenziellen Problemen können Fasergittersensoren dazu beitragen, den Bedarf an kostspieligen Reparaturen und Wartungsarbeiten an Brücken zu reduzieren.

Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd.:

Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd.(short for DCYS) is a professional manufacturer of fiber grating sensors, fiber grating demodulators und system software. Specializing in the production of various fiber grating sensors, including temperature, strain, stress, displacement, vibration, shape sensors, etc. DCYS also produces fiber grating demodulators, und can customize und develop related application software.

Empfohlener Fasergitter-Demodulator:

Faser-Bragg-Gitter-Interrogator - Faseroptischer Gitter-Demodulator - Hochgeschwindigkeits-/Frequenz-FBG-Analysator

Produktalias: Fiber Bragg Grating Interrogator, FBG Interrogator, Fiber Bragg Grating Analyzer, FBG Sensor Interrogator, Optical Sensing Interrogator, Fiber Optic Grating Interrogator, Fiber Bragg Grating Demodulator, FBG Demodulator, Fiber Optic Grating Demodulator, High-Speed FBG Interrogator, 100Hz FBG Demodulation Unit, Web-based FBG Software, Multi-channel Optical Analyzer, Modbus FBG Gateway.

Dieses Produkt ist ein Hochgeschwindigkeits-/Hochfrequenz-FBG-Demodulator, hergestellt von Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (OFSCN®). Dieser Interrogator ist kompatibel mit allen Spezifikationen und Modellen von OFSCN® FBG-Sensoren (einschließlich Temperatur-, Spannungs- und Dehnungs-FBG-Sensoren). Es verfügt über einstellbare Portdichte (4, 8, 16 und 32 Kanäle), hohe Aktualisierungsraten (10, 20, 50 und 100 Hz).

DCYS Helps to do SHM of Various Bridges in Die Smart-City-Industrie:

DCYS can help with Strukturelle Gesundheitsüberwachung of various bridges in the smart city industry by providing high-quality fiber grating sensors and related equipment. DCYS's sensors are highly accurate and reliable, and can provide real-time data on the structural health of a bridge. By using fiber grating sensors from DCYS, engineers can identify potential problems early and take preventive measures to avoid more serious issues in the future. DCYS's customized application software can also help engineers analyze and interpret data from the sensors more effectively, enabling them to make more informed decisions about the maintenance and repair of bridges.

大成永盛光纤光栅传感监测系统框图

Weitere zu klärende Punkte:

Die Faser-Gitter-Sensorik hat das Gebiet des strukturellen Gesundheitsmonitorings in der Smart-City-Industrie revolutioniert und bietet eine Reihe von Vorteilen für Ingenieure und Stadtplaner gleichermaßen. Durch die Bereitstellung von Echtzeitdaten über den strukturellen Gesundheitszustand von Gebäuden, Straßen und Brücken können Fasergittersensoren dazu beitragen, kostspielige Reparaturen zu verhindern, Wartungskosten zu senken und die allgemeine Sicherheit für Bewohner und Besucher der Stadt zu verbessern. Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. ist ein führender Hersteller von Fasergittersensoren und zugehöriger Ausrüstung und ist gut positioniert, um Städte auf der ganzen Welt bei der Verbesserung ihrer Fähigkeiten im strukturellen Gesundheitsmonitoring zu unterstützen.