基于光纤光栅传感的铁路异物侵限监测系统研究

随着我国铁路建设进入快速发展时期,对铁路安全运输提出了更高的要求,建立铁路异物侵限监测系统显得很有必要。由此提出用光纤布喇格光栅应力传感器替代传统的电类传感器,分析了光纤布喇格光栅应力传感器的工作原理,设计了基于光纤光栅传感的铁路异物侵限监测系统并分析了预警过程。所设计的铁路异物侵限监测系统实现了分布式测量、光缆传输、系统集成、实时监测、在线控制等功能,为列车安全运行提供了可靠保障。     

船舶疲劳应力监测系统研究

本文针对船舶疲劳应力监测问题,阐述了监测系统计算监测点累积损伤度和预测剩余疲劳寿命的原理,并建立了船舶疲劳实时监测系统,最后进行了试验验证分析。试验结果表明,该系统运行稳定,计算的试件累积损伤度与理论值吻合,且对剩余疲劳寿命预测较为可靠。通过光纤传感器与电阻应变片实测应力值的比较,得出光纤传感器能够满足应力监测的要求。     

船舶疲劳应力监测系统

针对船舶疲劳应力监测问题,阐述监测系统计算监测点累积损伤度和预测剩余疲劳寿命的原理,并建立船舶疲劳实时监测系统,最后进行试验验证分析。试验结果表明,该系统运行稳定,计算的试件累积损伤度与理论值吻合,且对剩余疲劳寿命的预测较为可靠。光纤传感器与电阻应变片实测应力值的比较结果证实光纤传感器能够满足应力监测的要求。     

海底管道振动监测光纤光栅加速度传感器的研发

利用光纤光栅(FBG)作为基本传感元件,设计制作了一种基于等强度悬臂梁结构的新型光纤光栅加速度传感器,测量范围+/-2g,灵敏度540pm/g,测量频率范围0~18Hz。该加速度传感器具有良好的稳定性和较高的分辨率,抗横向干扰能力强,适合海洋平台、海底输油管道等大型油气工程结构的加速度测量和长期监测。     

船闸结构施工过程光纤监测应用研究

文章以海安船闸工程为例,采用三种光纤感测技术对船闸结构施工过程进行了监测应用研究。运用拉曼散射光时域反射技术对底板混凝土水化热的释放过程进行了监测;运用布里渊光时域分析技术和布喇格光纤光栅传感技术对混凝土和钢筋应变进行了监测。根据监测结果,分析了混凝土水化热释放过程和上部荷载双重作用下船闸底板混凝土和钢筋的应变过程,并分析了相关监测结果的形成机理。研究成果表明分布式光纤感测技术在船闸等大型水工结构施工安全监测中具有很大的优势,值得应用推广。     

基于FBG传感的水下潜器结构健康监测系统研究

依据水下潜器深潜期间耐压壳结构的强度保障需求,以光纤光栅(FBG)原理为基础,针对水下潜器耐压壳结构特点,对光纤光栅应变传感监测系统的基本构成和工作原理进行分析,具体给出各监测子系统功能作用和监测系统流程。通过理论计算及复杂应力区的有限元数值仿真模拟,为实现光纤光栅测点优化布设提供力学基础。     

半潜式平台大肘板局部切割作业的结构应力监测与分析

某半潜式平台立柱与浮箱间的8个大肘板需要在坞修中拆除并更换新的大肘板,通过结构有限元方法可以分析大肘板拆除过程的安全性,但在坞修中平台外部载荷和支撑条件的不确定性为建立精确的有限元模型带来困难。文章针对一处大肘板,提出了一种应力释放局部切割流程和应力监测方案,采用光纤光栅传感器对应力释放过程中大肘板及附近8个关键位置的应变情况进行了实时监测。采用Mises屈服准则计算得到局部切割过程中各测点的相当应力,分析了局部切割过程中不同位置的应力变化特点。分析得到切割前8个关键位置的初始应力状态,为有限元模型提供校核依据,最终获得了经过验证的有限元模型,为进一步研究切割方案安全性和分析新大肘板初始应力状态奠定基础。     

船体结构疲劳评估与强度在线监测系统

大型船舶的服役寿命在20年以上,为了确保船舶营运过程的结构安全性,必须要对船体结构的疲劳特性和强度特性进行加强。本文针对船体结构的疲劳、强度特性问题,设计了一种在线式的船舶监测系统,该系统采用光纤光栅传感器采集船体结构的应力、应变,并结合数据分析和处理系统进行船体结构的疲劳评估,及时发现船体结构中的裂纹等缺陷,提升船体的安全性。     

水下挤密砂桩沉桩过程动力特性*

挤密砂桩施工过程中,经常遇到硬夹层无法穿透、桩管爆裂等难题,采用灵敏度高、测试数据可靠性好的光纤光栅FBG传感器对打桩过程中桩身和桩端进行应力测试,并根据测试数据得出挤密砂桩沉桩过程不同土性条件下动侧壁摩阻力与地质勘探的静侧摩阻力、动端阻力与静端阻力的经验关系,对于打桩锤选型及进行可打性分析具有重要的指导意义。根据桩身应力监测结果得出,偏心作用是导致桩管爆裂的主要原因,在施工过程进行桩身垂直度控制具有重要意义。     

船舶结构应力与缺陷检测中光纤光栅传感器的应用

由于大型舰船大量采用钢结构焊接制造工艺,为了提高舰船的结构安全性,必须对船舶结构的应用与缺陷进行监测,一旦出现应力异常等问题及时报警。本文设计了一种船舶结构应力与缺陷检测系统,该系统的核心是利用光纤光栅传感器的良好性能,将船体结构的应力信号转换为电信号,并通过后续的分析和处理获取船舶结构的工作状态,对于改善船舶监测水平有重要的意义。     

预应力连续梁桥悬臂施工截面应力监控研究

预应力连续梁桥在悬臂施工过程中截面应力始终处于变化状态,需要对其进行实时监控。结合工程实例,对预应力混凝土连续梁桥悬臂施工过程中控制截面应力的监控原理和方法进行了介绍。主要通过软件模拟分析和施工现场监测,实行理论与实际的对比控制,并对监测结果进行了误差分析,提出了消除误差的几点建议,保证了梁内截面应力满足设计要求和施工安全。     

光纤光栅传感技术在港机金属结构检测中的应用

设备金属结构的状态监测与故障诊断技术不断发展,温度检测、超声波探测、传感器测量、频谱分析、时域分析、应力云图计算、声发射检测等技术得到了广泛应用,目前又开始采用光纤光栅传感技术检测港口机械金属结构。1光纤光栅传感技术的优势光纤光栅传感技术是一种先进的波长调制     

海安双线船闸施工监测与分析

通过对海安双线船闸闸首施工过程中结构受力敏感部位和关键点的控制指标进行监测,保证施工的安全性,检查施工过程的合理性。监测结果表明：双线施工及底板分块施工对该块影响较大,对其他施工块的影响很小,底板下地基应力、底板沉降和结构应力随时间总体变化趋势相似。施工过程中,结构应力维持在较小范围内,满足规范和施工要求。     

渗漏监测技术研究进展

系统详细地研究了渗流监测的主要方法,对各种方法的适应范围和优缺点进行了简略说明。简要比较了七种主要监测技术,对当今两种新型方法——光纤光栅温度传感系统和分布式光纤温度传感系统监测技术作了全面比较。最后,对渗流监测的发展进行了展望。     

新型光纤光栅测量法在系杆拱桥索力监测中的应用

为保证系杆拱桥的安全和正常工作,必须加强桥梁索力监测.由于光纤光栅的优越性,现已成为工程健康监测领域的研究热点,但现有方法尚未成熟,因此研究一种新型光纤光栅索力监测技术,即光纤光栅基座夹具测量法,并将此方法应用在新建的龙苴大桥索力实时监测中.监测结果表明:光纤光栅基座夹具测量法及实施方案的可行性和准确性,检测数据可靠.此方法既可监测实际张拉过程中索力,也可在张拉结束后进行索力持续监测,为系杆拱桥的安全监测起到重要的补充及改进作用.     

“雪龙2”船体监测及辅助决策系统设计

船体结构强度是影响冰区船舶航行与作业安全性的一个重要因素。我国自主建造的"雪龙2"号船上设计安装1套船体监测及辅助决策系统,利用预埋在船体各部位的光纤传感器测量结构应变、结构温度、加速度等信息,通过相应数据处理实时评估结构强度,给船员提供结构安全警示功能并给出航行作业过程中的辅助决策。该系统有利于提高"雪龙2"号船的结构安全性。文章对"雪龙2"号船上安装的船体监测及辅助决策系统设计进行详细介绍,对其他船舶安装应力监测系统有一定的工程借鉴意义。     

船舶水润滑轴承振动状态的光纤传感监测及信号分解

为分析船舶运行过程中水润滑轴承的振动状态,对光纤光栅传感器进行封装保护,将其植入轴承橡胶轴瓦中,监测轴承的受力振动信号,并对其进行小波包分解.研究结果表明,光纤光栅传感器能适应水润滑轴承所处的恶劣工况,监测轴承的振动状态信号;采用小波包技术能快速地对轴承的低频回旋振动信号和高频摩擦振动信号进行分离.研究成果可应用于水润滑轴承的智能化设计和船舶的健康监测中.     

FBG应变传感器在隧道长期健康监测中的应用

隧道结构长期运营安全监测需要采用长效性好的传感测试技术,近年发展起来的光纤光栅传感器是一种数字式的光纤传感技术,具有长期稳定性好、测量精度高和适宜远程监测等优点。将光纤光栅传感器应用于厦门翔安隧道结构健康监测系统,实现了对二次衬砌混凝土应变的长期监测。结果表明光纤光栅传感器测量数据稳定可靠,监测效果良好。     

光纤光栅在隧道施工中的测试及应用

为解决在开挖隧道过程中内外的土体由静止土压力转为主动土压力或被动土压力，应力状态的改变将导致隧道主体位移和变形问题。由于当这些位移量达到一定界限，必然对围护结构产生破坏，直接威胁施工及结构安全，特别是水池和地下压力水管，对沉降和位移相当敏感，常规对表体的监控量测已经不能满足要求。文章提出一种光纤光栅技术对深层土体（岩体）内部沉降位移量进行的监测方法，通过仿真结果表明：相比传统监测效果更好，具有一定的实际应用价值。     

光纤传感器系统在土工结构的静动应变测量上的应用

评估了光纤传感器作为完整的结构部件在恶劣的环境条件下,进行长期或短期应变监测的可行性.不同的规模和材料的土工试验过程中已经使用了光纤传感器.实例研究包括静力轴向的钻孔桩测试、钻孔测斜、试验室的单轴压缩测试.