Применение технологии измерения ВБР в мониторинге состояния конструкций - Применение волоконной брэгговской решетки - Применение датчика ВБР - Применение демодулятора ВБР
1. Обзор мониторинга структурного состояния
Мониторинг состояния конструкций (SHM) подразумевает использование методов неразрушающего зондирования на месте, анализирующих характеристики структурных систем, включая структурные реакции, для обнаружения повреждений или деградации конструкций.
Целями структурного мониторинга здоровья являются:
- Обеспечивать безопасность и надежность конструкций.
- Продлить срок службы конструкций.
- Сократите затраты на техническое обслуживание.
Ключевые технологии, используемые в мониторинге состояния конструкций, включают:
- Sensor technology – OFSCN Волоконная решетка Брэгга Sensing Technology is a significant branch.
- Signal processing technology – OFSCN Fiber Optic Grating Interrogators effectively process signals returned by sensors.
- Технология выявления повреждений. Она варьируется в зависимости от отрасли, и ее нельзя просто суммировать.
Видео: введение в состав узлов датчиков волоконной брэгговской решетки для мониторинга состояния конструкций
Применение мониторинга состояния конструкций охватывает различные области и широко используется в различных отраслях.
Более подробную информацию можно изучить по ссылке ниже.
The use of Fiber Bragg Grating Sensing Technology in Структурный мониторинг здоровья is an emerging discipline. With continuous technological advancements by DCYS and industry partners, its applications are expected to become more extensive.
Вот некоторые известные применения мониторинга состояния конструкций:
- В Соединенных Штатах мост Золотые Ворота использует систему мониторинга состояния конструкций для мониторинга состояния моста.
- В Европе Airbus использует систему мониторинга состояния конструкций для мониторинга структурного состояния самолетов.
- В Китае в Шанхайской башне используется система мониторинга состояния конструкций для мониторинга состояния здания.
2. Основные типы волоконных датчиков с брэгговской решеткой, используемые в мониторинге состояния конструкций.
При мониторинге состояния конструкций для контроля различных физических величин в основном используются следующие типы волоконно-оптических решетчатых датчиков:
Датчик деформации с волоконной брэгговской решеткой: Используется для измерения деформации конструкции, которая представляет собой деформацию, вызванную силой, воздействующей на конструкцию.
Видео: введение датчиков деформации с волоконной брэгговской решеткой для мониторинга состояния конструкций
Волоконная решетка Брэгга датчик температуры: Используется для контроля изменения температуры конструкции, поскольку изменение температуры может повлиять на работоспособность конструкции.
Видео: введение датчиков температуры с волоконной брэгговской решеткой для мониторинга состояния конструкций
Волоконная решетка Брэгга датчик перемещения: Используется для измерения смещения или вибрации конструкции, что очень важно для регистрации динамической реакции конструкции.
Волоконная решетка Брэгга датчик давления: Используется для измерения изменения давления или силы на конструкцию или ее компоненты.
Волоконная решетка Брэгга акселерометр: Используется для отслеживания изменения ускорения конструкции, что очень полезно для анализа вибрационных характеристик конструкции.
Волоконная решетка Брэгга датчик влажности: Используется для обнаружения изменения влажности окружающей среды вокруг конструкции. Изменение влажности может повлиять на характеристики некоторых конструкционных материалов.
Комбинация этих волоконно-оптических датчиков решеток может обеспечить комплексный мониторинг состояния конструкции, позволяя инженерам и системам мониторинга своевременно и точно оценивать состояние конструкции и, таким образом, принимать необходимые меры по техническому обслуживанию и ремонту.
3. Примеры применения технологии датчиков FBG для мониторинга состояния конструкций.
Технология датчиков на основе волоконных брэгговских решеток (ВБР) — это универсальный и надежный метод мониторинга состояния конструкций. Используя оптические волокна, которые встроены в конструкцию или прикреплены к ней, датчики на волоконной брэгговской решетке (ВБР) могут обнаруживать и измерять изменения деформации, температуры, давления и других переменных окружающей среды. Эта технология нашла множество применений в области мониторинга состояния конструкций, некоторые из которых перечислены ниже.
Структурный мониторинг мостов
Мосты являются важнейшими компонентами нашей транспортной инфраструктуры, и их безопасность и стабильность имеют первостепенное значение. Датчики ВБР можно использовать для мониторинга деформации, температуры и вибрации компонентов моста, таких как тросы, балки и опоры. Постоянно контролируя эти параметры, инженеры могут обнаружить любые отклонения или признаки ухудшения конструкции моста и принять своевременные корректирующие меры.
Мониторинг трубопроводов
Трубопроводы используются для транспортировки различных жидкостей, таких как нефть, газ и вода, на большие расстояния. Структурная целостность трубопроводов имеет решающее значение для предотвращения утечек, разливов и других аварий. Датчики ВБР можно использовать для мониторинга деформации и температуры компонентов трубопровода, таких как клапаны, фитинги и соединения. Обнаружив изменения в этих параметрах, инженеры могут выявить потенциальные слабые места или сбои и принять корректирующие меры до того, как произойдет какой-либо ущерб.
Мониторинг структурного состояния самолета
Безопасность и надежность самолетов имеют первостепенное значение в авиационной отрасли. Датчики ВБР могут быть встроены в конструкции самолета для мониторинга деформации, температуры и вибрации критически важных компонентов, таких как крылья, фюзеляж и опоры двигателя. Постоянно контролируя эти параметры, инженеры могут обнаружить любые признаки усталости, растрескивания или других форм повреждений и принять корректирующие меры для предотвращения катастрофических сбоев.
Мониторинг ветряных турбин
Ветровые турбины представляют собой сложные конструкции, которые подвергаются суровым условиям окружающей среды, таким как сильный ветер, колебания температуры и вибрация. Датчики ВБР можно использовать для мониторинга деформации, температуры и вибрации компонентов ветряных турбин, таких как лопасти, башни и гондолы. Обнаружив изменения в этих параметрах, инженеры могут выявить потенциальные слабые места или сбои и принять корректирующие меры до того, как произойдет какой-либо ущерб.
Структурный мониторинг зданий
Здания подвергаются воздействию широкого спектра факторов окружающей среды, таких как ветер, температура и сейсмическая активность. Датчики ВБР можно использовать для мониторинга деформации, температуры и вибрации компонентов здания, таких как стены, полы и колонны. Постоянно контролируя эти параметры, инженеры могут обнаружить любые отклонения или признаки ухудшения конструкции здания и принять своевременные меры по их устранению.
Таким образом, сенсорная технология FBG имеет множество применений в области мониторинга состояния конструкций. Его способность обнаруживать и измерять изменения напряжения, температуры, давления и других переменных окружающей среды делает его ценным инструментом для обеспечения безопасности и надежности критически важных компонентов инфраструктуры, таких как мосты, трубопроводы, самолеты, ветряные турбины и здания.