【52监测网】第166期 新型光纤传感网络与桥隧智能健康监测应用
 52监测网专家报告分享-第166期 《新型光纤传感网络与桥隧智能健康监测应用》范典 武汉理工大学/光纤传感技术国家工程实验室 内容介绍 一、光纤传感技术 ◇ 光纤传感技术 • 光为信息载体，光纤未传输或传感手段； • 将被测参量转换为光信号参数的变化； ◇ 技术优势 • 现场无电、本质安全； • 分布式传感、易组网； • 大容量信息、远距离传输、实时在线监测； ➢ 光纤传感器因其独特的优势，三十多年来已得到世界各国高度重视，特别适合于恶劣环境下的安全监测，已在多个领域成功应用。
二、光纤光栅传感技术
• 光纤光栅是一种选择性通光的光学敏感元件； • 随着栅距的变化，反射光波长发生相应的变化； • 被测参量转换为光的波长变化的新一代传感技术； 三、桥梁健康监测
◇ 健康监测现状与智能化难点 现状与难点 • 测点有限，只能局部监测； • 安装复杂，需全程跟踪； • 状态识别依赖阈值设定； • 信息有限，难以实现智能化；
◇ 健康监测与安全运行智能化
◇ 现有两类光纤传感网络
◇ 光纤传感网络现状 • 20多年前，有科学家提出光纤波分时分混合组网； • 需要在光纤拉制过程中单脉冲动态制备大容量光栅阵列，技术难度极大； • 成为国内外多年未解决的技术难题； ◇ 大容量光栅阵列光纤传感网络 阵列光栅动态制备 1.预制棒材料设计制备； 2.预制棒加热拉光纤； 3.单脉冲成栅； 4.涂覆、收丝； ➢ 全自动化生产 ➢ 每小时成栅上万个
◇ 桥梁结构应力分布监测
◇ 大容量连续的应变传感网络
◇ 机场跑道/高速公路传感网络安装现场照片
◇ 大容量连续的应变传感网络
◇ 大容量光栅阵列光纤传感网络
◇ 长距离分布式振动传感网络
四、地铁隧道健康安全监测
◇ 地铁隧道健康安全监测——入侵信息 外部施工入侵监测-破拆机施工、小型勘探钻机、施工定位点、第三方认证、查新报告
◇ 地铁隧道健康安全监测——地震信息、列车信息、路面信息、智能化分析
◇ 结构安全智能评估基本原理
◇ 基础特征数据库-相似度指标 不同测点的相似度及其变化规律是评估结构状态的重要依据 • 单点相似度变化——局部结构变化； • 连续多点相似度变化——区域结构变化； • 所有测点都发生同样的变化——震源的问题（车辆） …… 局部结构变化、区域结构变化、大数据分析捕捉故障车辆
五、新型光纤传感网络与桥隧智能健康监测应用 总结与展望 ➢ 光栅阵列光纤传感网为交通基础设施提供结构信息获取手段 ➢ 结构的动、静态响应数据反应其健康状态 • 面向应用需求，基于传感大数据得到智能化功能； • 通过传感大数据学习、分析和跟踪，识别结构健康状态；
《新型光纤传感网络与桥隧智能健康监测应用》范典 武汉理工大学/光纤传感技术国家工程实验室 注：本内容仅供个人研学交流，版权归原作者所有 |
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