Технология волоконно-брагговских сенсоров для мониторинга состояния плотин в гидроэнергетике

Гидроэнергетика играет жизненно важную роль в удовлетворении мировых энергетических потребностей. Плотины являются важной частью этой отрасли, обеспечивая выработку электроэнергии, борьбу с наводнениями, водоснабжение и ирригацию. Обеспечение структурного здоровья плотин имеет важное значение для их безопасной и эффективной эксплуатации. Технология обнаружения волоконных решеток стала многообещающим решением для мониторинга структурного состояния плотин. В этой статье мы обсудим проблемы, которые может решить технология обнаружения волоконных решеток, а также то, как компания Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (сокращение от DCYS) может поддерживать структурный мониторинг состояния плотин в гидроэнергетической отрасли.

Принцип зондирования волоконно-брагговских решеток:

Волоконно-брагговские решетки (FBG) представляют собой периодические структуры, записанные в сердцевине оптического волокна. Эти структуры отражают определенную длину волны света, которая определяется периодичностью решетки. Когда решетка подвергается механической или термической деформации, отраженная длина волны изменяется предсказуемым образом. Отслеживая отраженную длину волны, можно обнаружить изменения деформации, температуры и других параметров. Датчики FBG могут использоваться для мониторинга широкого спектра параметров, включая деформацию, напряжение, температуру и вибрацию.

Нажмите на ссылку ниже для получения дополнительной информации:

Принцип зондирования волоконно-брагговских решеток - Принцип FBG - Принцип датчика FBG - Принцип зондирования температуры, деформации, напряжения, вибрации и формы FBG

Распространенные проблемы состояния конструкций плотин в гидроэнергетике:

Плотины подвергаются воздействию различных сил, таких как давление воды, землетрясения и изменения температуры. Со временем эти силы могут вызвать повреждение конструкции плотины, приводя к трещинам, деформациям и утечкам. Мониторинг состояния конструкций плотин необходим для обнаружения любых изменений в структуре и предотвращения катастрофических отказов.

Физическая схема тензодатчика (тензодатчика) OFSCN® с оптоволоконной решеткой Брэгга (FBG) - несимметричный, длина 1 м­­

Почему необходим мониторинг состояния плотин в гидроэнергетике:

Мониторинг состояния конструкций плотин важен для обеспечения их долгосрочной безопасности, устойчивости и производительности. Плотины подвержены различным внутренним и внешним факторам, которые могут со временем вызвать повреждения, ухудшение или отказ, включая фильтрацию, осадку, эрозию, вибрацию и изменения температуры. Эти факторы могут повлиять на структурную целостность плотины и ее способность выдерживать гидравлические нагрузки, что приводит к рискам безопасности и эксплуатационным проблемам. Мониторинг состояния конструкций может помочь обнаружить ранние признаки повреждения или ухудшения и обеспечить своевременное и эффективное техническое обслуживание, ремонт или замену.

Физическая схема датчика деформации OFSCN® с волоконной брэгговской решеткой 6000 мкм (тензодатчик FBG диаметром 2,0 мм)­­

Трудности в мониторинге состояния плотин в гидроэнергетике:

Мониторинг состояния конструкций плотин представляет собой уникальные проблемы и трудности из-за их сложных и массивных конструкций, суровых и удаленных условий, а также вопросов безопасности. Традиционные методы мониторинга, такие как визуальный осмотр, ручные измерения и проводные датчики, ограничены в способности предоставлять непрерывные и точные данные на больших площадях и глубинах и требуют частого доступа к объекту, что может быть дорогостоящим и рискованным. Кроме того, обычные датчики могут подвергаться воздействию электромагнитных помех, коррозии или физических повреждений, что может снизить их надежность и точность.

Какие проблемы может решить технология FBG-зондирования:

Технология волоконно-решеточного зондирования предлагает многообещающее решение проблем мониторинга состояния конструкций плотин в гидроэнергетике. Волоконные решетки могут быть встроены или прикреплены к конструкции плотины в критических местах для измерения различных параметров, таких как деформация, температура, давление и вибрация, с высокой точностью, стабильностью и долговечностью. Датчики на волоконных решетках могут работать в суровых и удаленных условиях и могут быть сконфигурированы в массивы для покрытия больших площадей и глубин, обеспечивая непрерывный мониторинг состояния и производительности плотины в реальном времени. Технология волоконно-решеточного зондирования также может снизить потребность в ручных проверках и измерениях и обеспечить раннее предупреждение о потенциальных рисках безопасности или эксплуатационных проблемах, повышая общую безопасность, надежность и эффективность эксплуатации плотин.

Рекомендуемые волоконно-решеточные датчики деформации:

6000με датчик деформации на волоконно-брагговской решетке  - FBG Strain Gauge - Metal Encapsulation - High Temperature FBG Strain Sensor

Данный продукт представляет собой датчик деформации на волоконно-брагговской решетке (тензодатчик FBG), заключенный в трубку из высокоэластичного сплава, используемый для измерения деформации. В большинстве случаев это однодиапазонная односторонняя конструкция, или может быть изготовлена как многодиапазонная односторонняя конструкция. В редких случаях может быть двусторонней конструкцией. Датчик может быть изготовлен как радиационно-стойкий или высокотемпературный датчик деформации на волоконно-брагговской решетке. Способ установки продукта зависит от вспомогательных креплений: его можно непосредственно вставлять в испытуемый объект, устанавливать с помощью поверхностной сварки с соответствующими креплениями, крепить болтами с просверленными отверстиями, устанавливать на клей, фиксировать ремнями или зажимами, среди прочих методов установки. Этот продукт является базовым структурным продуктом, который может быть откалиброван как датчик перемещения FBG или использоваться как датчик напряжения FBG.

OFSCN® 6000με FBG Strain Sensor Product Summary:

The OFSCN® 6000με FBG Strain Sensor (Тензодатчик FBG) состоит из волоконно-оптических соединителей (FC, SC, LC, ST и т.д.), трубок из высокоэластичного сплава и одноточечной/многоточечной герметизации FBG.

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

Этот продукт отличается малыми размерами, легким весом, высокой прочностью на растяжение и сжатие, водонепроницаемостью, влагозащитой и полной герметичностью. Используя характеристики деформации FBG, этот датчик можно вставлять, зажимать, устанавливать на поверхность, приклеивать или встраивать в измеряемую конструкцию для обнаружения и мониторинга деформации.

6000με датчик деформации на волоконно-брагговской решетке  - FBG Strain Gauge - polymer material packaging - metal protection strain sensor - range 6000με/8000με

Этот продукт представляет собой датчик деформации на волоконно-брагговской решетке (тензодатчик FBG) с большим диапазоном, используемый для измерения деформации. Он может использоваться в односторонней конструкции, где вставляется в измеряемый объект для измерения деформации. Он также может использоваться в двусторонней конструкции, где фиксируется креплением или приклеивается непосредственно к поверхности для измерения деформации, что позволяет проводить многоточечные измерения деформации при последовательном соединении. Структура этого продукта аналогична структуре датчиков напряжения на волоконно-брагговской решетке.

Обзор продукта:

The OFSCN® high-range датчик деформации на волоконно-брагговской решетке  (Тензодатчик FBG) состоит из волоконных соединителей (FC, SC, LC, ST и т.д.), высокоэластичных материалов и одноточечной герметизации FBG. В зависимости от используемых материалов он может работать при комнатной температуре или при максимальной высокой температуре 120 градусов Цельсия (возможна настройка по запросу).

Данное изделие отличается небольшими размерами, легким весом, высокой прочностью на растяжение и сжатие, водонепроницаемостью и влагонепроницаемостью, а также полной герметизацией. Используя характеристики деформации ВБР, этот датчик можно вставлять, приваривать, приклеивать или приклеивать к внутренней или поверхности испытательной конструкции для обнаружения и мониторинга деформации.

Пекинская компания Даченг Юншенг Технолоджи, Лтд.:

Компания Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (сокращение от DCYS) является профессиональным производителем датчиков с волоконными решетками, демодуляторов волоконных решеток и системного программного обеспечения. Специализируется на производстве различных датчиков с волоконными решетками, включая датчики температуры, деформации, напряжения, смещения, вибрации, формы и т. д. DCYS также производит демодуляторы с волоконными решетками и может настраивать и разрабатывать соответствующее прикладное программное обеспечение.

Рекомендуемый демодулятор волоконной решетки:

Опросчик волоконно-оптических решеток - Демодулятор волоконно-оптических решеток - Высокоскоростной/частотный анализатор ВБР

Псевдоним продукта: 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.

Этот продукт представляет собой высокоскоростной/высокочастотный демодулятор ВБР производства компании Пекинская компания Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (OFSCN®). Этот опросчик совместим со всеми спецификациями и моделями OFSCN® Датчики ВБР (включая датчики температуры, напряжения и деформации ВБР). Он имеет регулируемую плотность портов (4, 8, 16 и 32 канала), высокая частота обновления (10, 20, 50 и 100 Гц).

DCYS помогает выполнять SHM плотин:

Демодуляторы оптоволоконных решеток и системное программное обеспечение DCYS могут обрабатывать и анализировать данные датчиков в режиме реального времени, а также генерировать отчеты и сигналы тревоги для своевременного и эффективного принятия решений. DCYS может помочь гидроэнергетической отрасли решить некоторые проблемы мониторинга состояния плотин, а также повысить безопасность, надежность и эффективность гидроэнергетических операций.

大成永盛光纤光栅传感监测系统框图

Другие моменты, требующие уточнения:

Структурный мониторинг состояния плотин является важнейшей задачей для обеспечения безопасности и эффективности гидроэнергетических проектов. Технология обнаружения волоконных решеток предлагает многообещающее решение проблем мониторинга состояния конструкций благодаря своей высокой точности, стабильности, долговечности и универсальности. Однако внедрение технологии обнаружения волоконных решеток требует тщательного планирования, проектирования, установки и обслуживания и должно быть интегрировано с другими методами и системами мониторинга для комплексного и надежного мониторинга конструкций плотин. Кроме того, данные, собранные с волоконных решетчатых датчиков, должны быть надлежащим образом проанализированы, интерпретированы и использованы для принятия решений, а также должна быть обеспечена конфиденциальность и безопасность данных. Благодаря сотрудничеству и инновациям промышленности, научных кругов и правительства технология обнаружения волоконных решеток может сыграть важную роль в будущем.

В заключение, технология обнаружения волоконных решеток показала большой потенциал в мониторинге состояния конструкций плотин в гидроэнергетике. Способность предоставлять точные и надежные данные о температуре, деформации, напряжении и других структурных параметрах позволяет на ранней стадии обнаруживать потенциальные проблемы и проводить профилактическое обслуживание, что в конечном итоге может привести к повышению безопасности и эффективности плотин в гидроэнергетике. Хотя, безусловно, существуют проблемы, связанные с внедрением технологии обнаружения волоконных решеток в системах мониторинга плотин, преимущества от этого очевидны.

Компания Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. является профессиональным производителем оптоволоконных датчиков, демодуляторов и сопутствующего программного обеспечения. Благодаря нашему опыту в этой области DCYS имеет хорошие возможности для предоставления решений для нужд мониторинга состояния сооружений гидроэнергетики. Сотрудничая с DCYS, гидроэнергетическая отрасль может использовать технологию обнаружения волоконных решеток для повышения безопасности и надежности своих плотин.

В целом, применение технологии обнаружения волоконных решеток в гидроэнергетике представляет собой захватывающее развитие, которое может принести большую пользу отрасли и обществу в целом.