桥式起重机金属结构健康状态监测研究

为实时监测在役桥式起重机的健康状态,设计开发了基于光纤光栅传感系统的起重机健康监测系统。实际测试结果验证系统的可行性,实现在线安全诊断,并为健康状态评估和疲劳寿命预测提供依据。     

光纤传感技术在起重机金属结构健康监测的应用

对传统的起重机金属结构检测技术和检测方法局限性进行了分析,对光纤光栅传感元件的特点和纤光栅传感系统优势进行了详细的阐述,探讨了光纤光栅传感系统在起重机金属结构健康监测和安全评价领域中的应用。     

基于分布式光纤的门起重机主梁在线监测系统研究

为了保证门起重机的长期安全、稳定运行,实时监测门式起重机主梁的服役状态,采用先进的分布式光纤传感技术建立门式起重机主梁的实时在线监测以及寿命预测系统,实现门式起重机服役过程中主梁损伤和挠度的实时、在线监测,分析、研究主梁寿命的衰减速率及预测模型,为探寻门式起重机的最佳维护周期以及确定其剩余寿命提供重要的理论依据和数值依据。     

基于层次分析法的港口起重机结构件安全评价

针对在役港口起重机结构件出现裂纹缺陷后的安全评价问题,文中以裂纹、强度、刚度、变形和锈蚀等作为安全评价指标,建立了基于层次分析法港口起重机带裂纹结构件的安全评价体系,基于结构件现场实测的数值,实现对港口起重机带裂纹结构件的安全评价。     

桥式起重机模型挠度的光纤Bragg光栅试验研究

研制了1种利用光纤Bragg光栅对桥式起重机主梁挠度的实时在线监测模型。光纤Bragg光栅均匀粘贴于桥式起重机主梁,通过输入输出光纤与信号处理装置光连接。小车在主梁上吊挂后使主梁产生挠度,主梁作用粘贴其下表面的光纤Bragg光栅产生应变,即传感光栅的Bragg波长产生移位。利用解调仪得到的光纤Bragg光栅中心波长的移位值,反复计算挠度值,实现波长与挠度的对应关系。     

基于VI技术的光纤光栅应变测试系统的研究

传感器、通信和计算机技术成为现代信息技术的三大支柱，光纤传感技术则代表了新一代传感器的发展趋势。笔者分析了布拉格光纤光栅应变传感器的基本原理，结合计算机VI技术，设计了一种光纤光栅应变测试系统，并与电阻式应变传感器进行了应变对比测试实验。实验结果表明，该系统不但具有传统电测法的优点，同时具有灵敏度高、抗干扰性强的特点，可用于金属结构健康状态的在线监测，在工程实际应用中具有重要意义。     

起重机金属结构可视化管理系统研究

通过装配有高精度解调系统的光纤光栅传感系统,并利用ANSYS软件技术对起重机金属结构进行有限元分析;引入有限元分析结果和起重机状态参数实时传输技术,实现对大型起重机重点结构部位现场应力监测;结合基于疲劳损伤累计法则,并利用高级疲劳耐久性分析和信号处理的软件编制算法准确计算与判断起重机剩余寿命;建立包含有限元参数化分析模块、状态实时监测模块、结构寿命预测模块、设备故障诊断模块、维保策略支持模块等在内的可视化软件管理平台。研制的大型起重机金属结构的可视化安全管理系统可开展国内起重机金属结构运行监控、寿命预测、故障诊断等,为政府、企业的安全监管工作提供可靠保障。     

基于光纤光栅传感的管道应力监测方法研究

为了解决传统应变计测量中存在的精度低、耐久性差、易受干扰等缺陷,提出了一种基于光纤光栅(FBG)传感的管道应力监测方法。在分析管道光纤光栅应力监测系统的基础上,详细阐述了确定传感器测点布置的截面位置及根据三点应力求解横截面最大轴向应力的方法,提出FBG传感器在管道表面的安装方案及温度补偿技术,对某终端6条管道共计96个测点进行了连续应力监测。监测结果表明,安装的光纤光栅可以方便地实时监测管道关键部位的应力变化及其可能产生的损伤,为在役管道的安全运行和健康诊断提供依据。     

基于光纤光栅的顶板离层监测系统

根据光纤光栅传感原理研制了一种新型的项板离层监测系统,基于光波导理论和材料力学原理推导了光纤光栅波长与位移之间的响应关系.试验结果表明:该系统的位移响应灵敏度为0.012 8 nm/mm.光纤光栅离层在线监测系统能够实时准确地显示、存储巷道顶板离层状况,具有实现预警和报警功能.为巷道支护质量的长期在线监测提供了一种有效的手段,应用前景广阔.     

基于光纤传感技术的三维地应力传感器

为了实现对地下岩层空间应力状态及其变化规律的有效监测,基于光纤光栅传感技术与平面应力状态测量原理,提出了一种平面应变花与光纤光栅传感技术相结合的监测方法。通过利用碳纤维层积复合材料对光纤光栅封装做成应变传感单元,九个应变传感单元分别组成两组直角应变花与一组等角应变花,三组应变花分别放置于三个圆柱形探头S1,S2,S3上,三个探头以一定的机械结构连接构成地层空间应力的监测的三维地应力传感装置。对光纤应变传感单元进行温度与应力的标定实验,在室内对整体传感装置进行了应力加载模拟实验。实验结果表明:光纤应变传感单元的应力分辨率为0.017 2 MPa;应力监测为0~60 MPa;探头S1最大主应力的监测平均误差为16.31%,探头S2最大主应力的监测平均误差为24.36%,S3探头的绝对误差为0.006 8 MPa;实际加载应力与传感器测量的应力空间角度误差平均值为1.24°。传感器的监测结果与实际加载应力的变化规律相一致,可满足对地下岩层空间应力状态连续监测的要求。