Technologie de détection FBG pour la surveillance de santé structurelle de divers ponts

La technologie de détection par réseau de Bragg (FBG) est un type de technologie de détection par fibre optique qui utilise un réseau de fibres pour mesurer des paramètres physiques et environnementaux tels que la température, la déformation, la contrainte, le déplacement, les vibrations et la forme. Les capteurs FBG sont constitués d'un court segment de fibre optique contenant une modulation périodique de l'indice de réfraction du cœur de la fibre, qui agit comme un miroir sélectif en longueur d'onde réfléchissant la lumière à une longueur d'onde spécifique. Lorsque les capteurs FBG sont soumis à des changements physiques ou environnementaux, la longueur d'onde réfléchie change, fournissant des informations sur les paramètres mesurés.

Fiber grating sensing technology has been widely adopted in the smart city industry for Surveillance de la santé structurale 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 Surveillance de la santé structurale(SHM) of various bridges in the smart city industry.

Principe de détection par réseau de Bragg :

Les réseaux de Bragg (FBG) sont des structures périodiques inscrites dans le cœur d'une fibre optique. Ces structures réfléchissent une longueur d'onde spécifique de la lumière déterminée par la périodicité du réseau. Lorsque le réseau est soumis à une contrainte mécanique ou thermique, la longueur d'onde réfléchie change de manière prévisible. En surveillant la longueur d'onde réfléchie, les changements de déformation, de température et d'autres paramètres peuvent être détectés. Les capteurs FBG peuvent être utilisés pour surveiller une large gamme de paramètres, notamment la déformation, la contrainte, la température et les vibrations.

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Principe de détection par réseau de Bragg - Principe FBG - Principe du capteur FBG - Principe de détection de température, déformation, contrainte, vibration et forme FBG

Un aperçu des différents ponts couramment observés dans l'industrie de la ville intelligente :

Les ponts sont des composants essentiels de l'infrastructure de transport dans l'industrie de la ville intelligente, offrant un passage sûr et efficace pour les personnes et les marchandises. Il existe différents types de ponts couramment observés dans l'industrie de la ville intelligente, notamment :

1. Ponts suspendus - ponts suspendus par des câbles à des tours et ancrés à chaque extrémité.

2. Ponts à haubans - ponts soutenus par des câbles qui s'étendent directement de la tour au tablier.

3. Ponts en arc - ponts en forme d'arc courbe et soutenus par des culées à chaque extrémité.

4. Ponts à poutres - ponts soutenus par des poutres qui s'étendent entre des piliers ou des culées.

Schéma physique du capteur de contrainte (jauge de contrainte) à réseau de Bragg à fibre haute gamme OFSCN® (FBG) - asymétrique, longueur 1 m­­

Pourquoi la SHM est cruciale pour divers ponts dans l'industrie de la ville intelligente :

La surveillance de la santé structurale (SHM) de divers ponts dans l'industrie de la ville intelligente est cruciale pour garantir la sécurité et la durabilité des structures de ponts. Les ponts sont soumis à diverses charges environnementales et opérationnelles, notamment les charges de trafic, les charges de vent, les changements de température et les événements sismiques, qui peuvent entraîner des dommages structurels, une détérioration, voire un effondrement au fil du temps. La SHM des ponts peut détecter les premiers signes de dommages, évaluer l'intégrité structurelle et fournir des informations pour la maintenance et la réparation, améliorant ainsi la sécurité et la longévité des structures de ponts.

Difficultés à réaliser la SHM de divers ponts :

Réaliser la SHM de divers ponts dans l'industrie de la ville intelligente pose plusieurs défis. Premièrement, les ponts sont des structures grandes et complexes, ce qui rend difficile l'accès et l'installation de capteurs pour la surveillance. Deuxièmement, les ponts sont soumis à des charges dynamiques, ce qui peut entraîner une défaillance des capteurs ou des erreurs de mesure. Enfin, l'environnement difficile des ponts, comme l'exposition à des températures extrêmes, à l'humidité et à la corrosion, peut également affecter les performances et la fiabilité des capteurs.

Schéma physique du capteur de contrainte à réseau de Bragg à fibre OFSCN® 6000με (jauge de contrainte FBG de 2,0 mm de diamètre)­­

Quels problèmes peuvent être résolus par la technologie FBG :

La technologie de détection par réseau de fibres peut résoudre une variété de problèmes liés à la surveillance de la santé structurale des ponts dans l'industrie de la ville intelligente. Certains des problèmes clés qui peuvent être traités avec les capteurs à réseau de fibres comprennent :

1. Détection précoce des dommages structurels : Les capteurs à réseau de fibres peuvent détecter les changements de déformation, de température et d'autres paramètres qui indiquent des dommages à un pont. En identifiant les dommages à un stade précoce, les ingénieurs peuvent prendre des mesures préventives pour éviter des problèmes plus graves à l'avenir.

2. Surveillance en temps réel : Les capteurs à réseau de fibres peuvent fournir des données en temps réel sur la santé structurale d'un pont, permettant aux ingénieurs de suivre les changements et de réagir rapidement à tout problème survenant.

3. Précision améliorée : Les capteurs à réseau de fibres fournissent des mesures très précises de la déformation, de la température et d'autres paramètres, ce qui peut aider les ingénieurs à prendre des décisions plus éclairées concernant la maintenance et la réparation des ponts.

4. Coûts de maintenance réduits : En fournissant un avertissement précoce des problèmes potentiels, les capteurs à réseau de fibres peuvent aider à réduire le besoin de réparations et de maintenance coûteuses sur les ponts.

Pékin Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. :

Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (abréviation de DCYS) est un fabricant professionnel de capteurs à réseaux de fibres, de démodulateurs de réseaux à fibres et de logiciels système. Spécialisé dans la production de divers capteurs à réseaux de fibres, notamment des capteurs de température, de déformation, de contrainte, de déplacement, de vibration, de forme, etc. DCYS produit également des démodulateurs de réseaux à fibres et peut personnaliser et développer des logiciels d'application associés.

Démodulateur à réseau de fibres recommandé :

Interrogateur à réseau de Bragg - Démodulateur à réseau de fibres optiques - Analyseur FBG haute vitesse/fréquence

Alias du produit : 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.

Ce produit est un démodulateur FBG haute vitesse/haute fréquence fabriqué par Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (OFSCN®). Cet interrogateur est compatible avec toutes les spécifications et tous les modèles de OFSCN® capteurs FBG (y compris les capteurs FBG de température, de contrainte et de déformation). Il dispose d'une densité de ports réglable (4, 8, 16 et 32 canaux), des taux de rafraîchissement élevés (10, 20, 50 et 100 Hz).

DCYS aide à réaliser le SHM de divers ponts dans le secteur des villes intelligentes :

DCYS peut contribuer à la surveillance de l’état structurel de divers ponts dans le secteur des villes intelligentes en fournissant des capteurs à réseaux de fibres de haute qualité et des équipements associés. Les capteurs de DCYS sont très précis et fiables et peuvent fournir des données en temps réel sur l'état structurel d'un pont. En utilisant les capteurs à réseau de fibre de DCYS, les ingénieurs peuvent identifier rapidement les problèmes potentiels et prendre des mesures préventives pour éviter des problèmes plus graves à l'avenir. Le logiciel d'application personnalisé de DCYS peut également aider les ingénieurs à analyser et à interpréter plus efficacement les données des capteurs, leur permettant ainsi de prendre des décisions plus éclairées concernant l'entretien et la réparation des ponts.

大成永盛光纤光栅传感监测系统框图

Autres points à clarifier :

La technologie de détection par réseau de fibres a révolutionné le domaine de la surveillance de la santé structurale dans l'industrie de la ville intelligente, offrant une gamme d'avantages pour les ingénieurs et les urbanistes. En fournissant des données en temps réel sur la santé structurale des bâtiments, des routes et des ponts, les capteurs à réseau de fibres peuvent aider à prévenir des réparations coûteuses, réduire les coûts de maintenance et améliorer la sécurité globale des résidents et des visiteurs de la ville. Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. est un fabricant leader de capteurs à réseau de fibres et d'équipements connexes, et est bien positionné pour aider les villes du monde entier à améliorer leurs capacités de surveillance de la santé structurale.