光纖光柵結構健康監(jiān)測系統(tǒng)是利用現(xiàn)場的無損傳感與結構系統(tǒng)特性分析(包括結構反應)、探測結構的變化,揭示結構損傷與結構性能劣化。對結構的應變、加速度、速度、位移、滲壓等參數(shù)的監(jiān)測。在結構損傷出現(xiàn)教早時期發(fā)現(xiàn)損傷,在傳感器允許的情況下結合損傷識別技術確定損傷的位置,評估損傷程度,預測剩余的有效壽命。
系統(tǒng)特點:
耐久性好,適于長期監(jiān)測;
無火花,適于特殊監(jiān)測領域;
既可以實現(xiàn)點測量,也可以實現(xiàn)準分布式測量;
檢出量是波長信息,因此不受接頭損失、光沿程損失等因素的影響;
對環(huán)境干擾不敏感,抗電磁干擾;
波長編碼,可以方便實現(xiàn)絕對測量;
單位長度上信號衰減小,信號、數(shù)據(jù)可多路傳輸,便于與計算機連接;
靈敏度高,精度高;
光纖光柵尺寸小,測量值空間分辨率高;
輸出線性范圍寬,在5000微應變范圍內波長移動與應變有良好的線性關系;
頻帶寬,信噪比高等;
系統(tǒng)指標:
指 標 |
參 數(shù) |
單通道傳感器 |
5-18(根據(jù)傳感器量程定) |
通道數(shù)量 |
1-64 |
測溫范圍 |
-40℃~+200℃ |
測溫精度 |
±0.5℃ |
測溫分辨率 |
0.1℃ |
應變量程 |
±1000με(可定制±2000με、±3000με) |
應變分辨率 |
0.05% F.S. |
應變精度 |
1% F.S. |
位移量程 |
0-100mm (可定制) |
位移分辨率 |
0.05% F.S. |
位移精度 |
0.5% F.S. |
壓力量程 |
0-100mm (可定制) |
壓力分辨率 |
0.05% F.S. |
壓力精度 |
0.5% F.S. |
供電方式 |
AC220V /50Hz |
通訊接口 |
RS232/10M以太網(wǎng) |
系統(tǒng)軟件 |
基于Windows操作系統(tǒng) |
應用領域:
橋梁結構監(jiān)測
大壩安全監(jiān)測
隧道安全監(jiān)測
煤礦安全監(jiān)測
樁基應變、應力監(jiān)測
邊坡監(jiān)測
橋梁結構健康監(jiān)測系統(tǒng)
在眾多的傳感器種類中,用多個光纖光柵傳感器可構成多路和分布式傳感器等各種形式的光纖傳感網(wǎng)絡等優(yōu)點,使它正在成為傳感器領域中新的研究方向。光纖光柵傳感器所具有的獨特的技術優(yōu)勢使其非常適合用于橋梁大結構工程的監(jiān)測。
橋梁結構健康監(jiān)測的大規(guī)模光纖光柵傳感網(wǎng)絡與集成系統(tǒng)一般由各類光纖光柵傳感器、光纖光柵分析儀、光纖連接器、傳輸光纜、系統(tǒng)軟件等部分組成。
現(xiàn)場圖片:
鋼表面應變計安裝圖片 FBGS002貼片應變安裝圖片
混凝土埋入應變計 鋼筋計安裝圖片
大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)
光纖光柵大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)在壩體內的光纖光柵傳感器無需供電,各種類型傳感器可串連使用,構成監(jiān)測網(wǎng)絡,現(xiàn)場傳感器與監(jiān)控室內光纖光柵分析儀之間的數(shù)據(jù)均采用光纖傳輸,抗干擾能力遠高于電纜,且不怕雷擊。
監(jiān)測內容:
大壩失事的主要原因是壩體、壩基內部應力和揚壓力超出設計限度,表現(xiàn)為出現(xiàn)裂縫、壩體位移量過大和不均勻以及滲水等。主要觀測項目有變形、應力、溫度、滲流量、揚壓力和伸縮縫等。
應用優(yōu)勢:
可實現(xiàn)分布式測量,連續(xù)得到沿著探測光纜數(shù)公里的測量信息。捕捉到的滲漏、變形、裂縫信息量大,為壩體和壩基安全監(jiān)測人員提供科學的數(shù)據(jù)??蓪B漏點、裂縫點進行精確的定位。采用全光監(jiān)測方式,防雷擊,抗電磁干擾。
傳感器類型:
根據(jù)監(jiān)測內容,可采用光纖光柵傳感器包括:
序號 |
傳感器類型 |
型號 |
監(jiān)測內容 |
1 |
光纖光柵溫度計 |
FBGTO001 |
壩體混凝土內部溫度 |
2 |
光纖光柵埋入應變計 |
FBGS003 |
壩體混凝土內部應變 |
3 |
光纖光柵鋼筋計 |
FBGS004 |
壩體內部應力 |
4 |
光纖光柵滲壓計 |
FBGP001 |
壩體與壩基滲流壓力 |
5 |
光纖光柵裂縫計 光纖光柵多點位移計 |
FBGD001 FBGD002 |
壩體與壩基變形、沉降、裂縫開合度 |
橋梁結構健康監(jiān)測系統(tǒng)
基于光纖光柵傳感系統(tǒng)的隧道健康監(jiān)測系統(tǒng)是一個以隧道結構為平臺,應用新型光纖光柵傳感技術,對隧道上關鍵部位的結構變形、環(huán)境溫度分布、地下水位、結構振動等多項參數(shù)進行實時監(jiān)測的綜合監(jiān)測系統(tǒng),它能夠實時監(jiān)測隧道在各種環(huán)境、荷載等因素作用下的結構響應,并能有效地提供隧道養(yǎng)護管理的科學依據(jù),顯著提高隧道的整體管理水平,從而能夠最大限度地確保隧道安全運營,預診斷隧道病害和延長隧道使用壽命。這種監(jiān)測方法的突出優(yōu)點就是改變了傳統(tǒng)的點式監(jiān)測方式,彌補了點式監(jiān)測的不足,實現(xiàn)了實時、長距離和分布式的監(jiān)測目標。
監(jiān)測內容及傳感器選型:
編號 |
項目名稱 |
傳感器類型 |
要 求 及 目 的 |
1 |
洞內位移監(jiān)測 |
收斂計 |
根據(jù)位移、收斂狀況、斷面變形狀態(tài)等判斷: ① 周邊圍巖體的穩(wěn)定性; ② 初期支護的設計與施工方法是否妥善; ③ 二次襯砌的澆注時間等。 |
2 |
圍巖內部位移監(jiān)測 |
鉆孔安設多點位移計 |
通過測定圍巖內部不同位置的位移,建立其深度的關系曲線,判斷:①開挖后圍巖的松動區(qū)、強度下降區(qū)和彈性區(qū)范圍;②錨桿長度的適宜性;③對相鄰隧道施工影響。 |
3 |
錨桿軸力監(jiān)測 |
鋼筋應力計 |
根據(jù)錨桿所承受的拉力,判斷錨桿布置是否合理。了解圍巖內部應力的分布情況。 |
4 |
噴砼應力監(jiān)測 |
應力計 |
了解初期支護對圍巖的支護效果;了解初期支護的實際承載情況及分擔圍巖壓力情況; |
5 |
圍巖壓力監(jiān)測 |
土壓力計 |
判斷復合式襯砌中圍巖荷載大小,判斷初期支護與二次襯砌各自分擔圍巖壓力情況。 |
6 |
鋼拱架應力監(jiān) 測 |
鋼筋應力計 |
量測鋼拱架應力,推斷作用在鋼拱架上的壓力大小。判斷鋼拱架尺寸、間距及設置鋼拱架的必要性。 |
7 |
隧洞外荷載監(jiān)測 |
滲壓計 |
外水壓力、圍巖壓力 |