Tecnologia de Sensoriamento FBG para SHM de Barragens na Indústria Hidrelétrica

The hydropower industry plays a vital role in meeting the world's energy demands. Dams are a crucial part of this industry, providing power generation, flood control, water supply, and irrigation. Ensuring the structural health of dams is essential for their safe and efficient operation. Fiber grating sensing technology has emerged as a promising solution for monitoring the structural health of dams. 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 support the Monitoramento da Saúde Estrutural of dams in the hydropower industry.

Princípio de Sensoriamento por Rede de Bragg em Fibra:

As redes de Bragg em fibra (FBGs) são estruturas periódicas inscritas no núcleo de uma fibra óptica. Essas estruturas refletem um comprimento de onda específico de luz determinado pela periodicidade da rede. Quando a rede é submetida a deformação mecânica ou térmica, o comprimento de onda refletido muda de maneira previsível. Monitorando o comprimento de onda refletido, mudanças na deformação, temperatura e outros parâmetros podem ser detectadas. Sensores FBG podem ser usados para monitorar uma ampla gama de parâmetros, incluindo deformação, tensão, temperatura e vibração.

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Princípio de Sensoriamento por Rede de Bragg em Fibra - Princípio FBG - Princípio do Sensor FBG - Princípio de Sensoriamento de Temperatura, Deformação, Tensão, Vibração e Forma FBG

Problemas Comuns de Saúde Estrutural em Barragens na Indústria Hidrelétrica:

As barragens estão sujeitas a várias forças, como pressão da água, terremotos e mudanças de temperatura. Com o tempo, essas forças podem causar danos à estrutura da barragem, resultando em rachaduras, deformações e vazamentos. O monitoramento da saúde estrutural das barragens é essencial para detectar quaisquer mudanças na estrutura e prevenir falhas catastróficas.

Diagrama físico do sensor de tensão de rede de Bragg de fibra de alto alcance (FBG) OFSCN® (medidor de tensão) - extremidade única, comprimento 1m­­

Por que o SHM de Barragens é Necessário na Indústria Hidrelétrica:

O monitoramento da saúde estrutural das barragens é importante para garantir sua segurança, estabilidade e desempenho a longo prazo. As barragens estão sujeitas a uma variedade de fatores internos e externos que podem causar danos, deterioração ou falha ao longo do tempo, incluindo infiltração, recalque, erosão, vibração e mudanças de temperatura. Esses fatores podem afetar a integridade estrutural da barragem e sua capacidade de suportar cargas hidráulicas, levando a riscos de segurança e problemas operacionais. O monitoramento da saúde estrutural pode ajudar a detectar sinais precoces de danos ou deterioração e permitir manutenção, reparo ou substituição oportuna e eficaz.

Diagrama físico do sensor de deformação de rede de Bragg de fibra OFSCN® 6000με (medidor de tensão FBG de 2,0 mm de diâmetro)­­

Dificuldades no SHM de Barragens na Indústria Hidrelétrica:

O monitoramento da saúde estrutural das barragens apresenta alguns desafios e dificuldades únicos devido às suas estruturas complexas e massivas, ambientes adversos e remotos, e preocupações com segurança. Métodos tradicionais de monitoramento, como inspeções visuais, medições manuais e sensores com fio, são limitados em sua capacidade de fornecer dados contínuos e precisos em grandes áreas e profundidades, e exigem acesso frequente ao local, o que pode ser caro e arriscado. Além disso, sensores convencionais podem ser afetados por interferência eletromagnética, corrosão ou danos físicos, o que pode comprometer sua confiabilidade e precisão.

Quais Problemas Podem Ser Resolvidos pela Tecnologia de Sensoriamento FBG:

A tecnologia de sensoriamento por rede de fibra oferece uma solução promissora para os desafios do monitoramento da saúde estrutural de barragens na indústria hidrelétrica. As redes de fibra podem ser embutidas ou fixadas na estrutura da barragem em locais críticos para medir vários parâmetros, como deformação, temperatura, pressão e vibração, com alta precisão, estabilidade e durabilidade. Os sensores de rede de fibra podem operar em ambientes adversos e remotos e podem ser configurados em matrizes para cobrir grandes áreas e profundidades, permitindo o monitoramento contínuo e em tempo real da condição estrutural e do desempenho da barragem. A tecnologia de sensoriamento por rede de fibra também pode reduzir a necessidade de inspeções e medições manuais e fornecer alerta precoce de riscos potenciais de segurança ou problemas operacionais, melhorando a segurança, confiabilidade e eficiência geral das operações da barragem.

Sensores de deformação por rede de fibra recomendados:

6000με sensor de deformação por rede de Bragg em fibra  - FBG Strain Gauge - Metal Encapsulation - High Temperature FBG Strain Sensor

O produto é um sensor de deformação por rede de Bragg em fibra (extensômetro FBG) encapsulado em tubo de liga de alta elasticidade, usado para medição de deformação. Na maioria dos casos, é uma estrutura de extremidade única de segmento único, ou pode ser produzido como uma estrutura de extremidade única de múltiplos segmentos. Em alguns casos, também pode ser uma estrutura de extremidade dupla. O sensor pode ser personalizado como sensor de deformação por rede de Bragg em fibra resistente à radiação ou sensor de deformação por rede de Bragg em fibra resistente a altas temperaturas. O método de implantação do produto depende dos acessórios de suporte, que podem ser inseridos diretamente no objeto de teste, ou instalados por soldagem superficial com acessórios correspondentes, aparafusados com furos perfurados para fixação, montagem adesiva na superfície, amarrados com tiras para fixação, ou fixados com grampos, entre vários métodos de instalação. Este produto é um produto estrutural básico, que pode ser calibrado como um sensor de deslocamento FBG ou usado como um sensor de tensão FBG.

OFSCN® 6000με FBG Strain Sensor Product Summary:

The OFSCN® 6000με FBG Strain Sensor (Extensômetro FBG) é composto por conectores de fibra óptica (FC, SC, LC, ST, etc.), tubos de liga de alta elasticidade e encapsulamento FBG de ponto único/múltiplos pontos.

It can also be customized as radiation-resistant FBG strain sensor or high-temperature resistant FBG strain sensor.

Este produto apresenta tamanho pequeno, leveza, alta resistência à tração e compressão, características à prova d'água, à prova de umidade e totalmente seladas. Utilizando as características de deformação do FBG, este sensor pode ser inserido, fixado, montado na superfície, colado ou embutido na estrutura medida para realizar detecção e monitoramento de deformação.

6000με sensor de deformação por rede de Bragg em fibra  - FBG Strain Gauge - polymer material packaging - metal protection strain sensor - range 6000με/8000με

Este produto é um sensor de deformação por rede de Bragg em fibra de alta faixa (extensômetro FBG) usado para medição de deformação. Pode ser usado em uma estrutura de extremidade única, onde é inserido no objeto a ser medido para medição de deformação. Também pode ser usado em uma estrutura de extremidade dupla, onde é fixado com um acessório ou colado diretamente na superfície para medição de deformação, permitindo medição de deformação em múltiplos pontos quando conectado em série. A estrutura deste produto é a mesma dos sensores de tensão por rede de Bragg em fibra.

Visão Geral do Produto:

The OFSCN® high-range sensor de deformação por rede de Bragg em fibra  (Extensômetro FBG) consiste em conectores de fibra (FC, SC, LC, ST, etc.), materiais de alta elasticidade e encapsulamento FBG de ponto único. Dependendo dos materiais usados, pode funcionar à temperatura ambiente ou a uma temperatura máxima de 120 graus Celsius (personalizável mediante solicitação).

Este produto é caracterizado por seu tamanho pequeno, peso leve, alta resistência à tração e compressão, propriedades à prova d'água e umidade, e vedação total. Utilizando as características de deformação do FBG, este sensor pode ser inserido, soldado, colado ou aderido ao interior ou superfície da estrutura de teste para detecção e monitoramento de deformação.

Beijing D

Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd.(short for DCYS) is a professional manufacturer of fiber grating sensors, fiber grating demodulators e 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, e can customize e develop related application software.

Demodulador de grade de fibra recomendado:

Interrogador de grade de fibra Bragg - Demodulador de grade de fibra óptica - Analisador FBG de alta velocidade/frequência

Alias ​​do produto: 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.

Este produto é um desmodulador FBG de alta velocidade/alta frequência fabricado pela Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (OFSCN®). Este interrogador é compatível com todas as especificações e modelos de OFSCN® Sensores FBG (incluindo sensores FBG de temperatura, tensão e deformação). Possui densidade de porta ajustável (4, 8, 16 e 32 canais), altas taxas de atualização (10, 20, 50 e 100 Hz).

DCYS Helps to do SHM of Dams:

DCYS's fiber grating demodulators and system software can process and analyze the sensor data in real-time, and generate reports and alarms for timely and effective decision-making. DCYS can help the hydropower industry to solve some of the challenges in the Monitoramento da Saúde Estrutural of dam structures, and improve the safety, reliability, and efficiency of hydropower operations.

大成永盛光纤光栅传感监测系统框图

Outros pontos precisam ser esclarecidos:

O monitoramento da saúde estrutural das barragens é uma tarefa crítica para garantir a segurança e o desempenho dos projetos hidrelétricos. A tecnologia de detecção de grades de fibra oferece uma solução promissora para os desafios do monitoramento da saúde estrutural, com sua alta precisão, estabilidade, durabilidade e versatilidade. No entanto, a implementação da tecnologia de detecção de redes de fibra requer planeamento, concepção, instalação e manutenção cuidadosos, e deve ser integrada com outros métodos e sistemas de monitorização para uma monitorização abrangente e fiável das estruturas da barragem. Além disso, os dados coletados dos sensores de grade de fibra devem ser devidamente analisados, interpretados e utilizados para a tomada de decisões, e a privacidade e segurança dos dados devem ser garantidas. Com a cooperação e inovação da indústria, da academia e do governo, a tecnologia de detecção de grades de fibra pode desempenhar um papel importante no futuro.

Concluindo, a tecnologia de detecção de grades de fibra mostrou grande potencial no monitoramento da saúde estrutural de barragens na indústria hidrelétrica. A capacidade de fornecer dados precisos e confiáveis ​​sobre temperatura, deformação, tensão e outros parâmetros estruturais permite a detecção precoce de possíveis problemas e a manutenção proativa, o que pode, em última análise, levar ao aumento da segurança e eficiência das barragens na indústria hidrelétrica. Embora existam certamente desafios associados à implementação da tecnologia de detecção de redes de fibra em sistemas de monitoramento de barragens, os benefícios de fazê-lo são claros.

Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. is a professional manufacturer of fiber grating sensors, demodulators, and related software. With our expertise in the field, DCYS is well-positioned to provide solutions for the hydropower industry's Monitoramento da Saúde Estrutural needs. By partnering with DCYS, the hydropower industry can leverage fiber grating sensing technology to improve the safety and reliability of their dam structures.

No geral, a aplicação da tecnologia de detecção de grades de fibra na indústria hidrelétrica representa um desenvolvimento interessante que tem o potencial de beneficiar enormemente a indústria e a sociedade como um todo.