在大型钢结构设施中,主要有钢结构建筑如体育场馆、厂房、高层建筑,基坑、管道、电力铁塔、起重设备、井架、大型船舶舰艇、高速铁路钢轨等。
在建筑钢结构健康监测的应用中,传感器主要采集结构体上关键构件的应力应变、钢结构的振动、温度场、耦合效应的风荷载有关数据;根据采集的数据和有限元模型,获得刚结构的整体受力状况和振动水平,对监测期间的安全状态进行评估和预测,并能达到人员财产安全保障的预警效果。
建筑钢结构健康监测主要采用电气探测器或远程空间光路系统,而电气探测器在长时间户外工作后,很容易电气老化、高低温失效而无法进行工作;远程光路系统只能采用间歇性测量,无法实时进行检测建筑钢结构健康监测情况。随着光纤光栅监测技术的不断成熟,光纤光栅已经代替传统技术开始逐步应用于建筑钢结构健康监测的自动化监测中,并取得了很好的效果。
光纤光栅监测系统结构图:
光纤光栅探测器安装实图:
在铁路系统中,光纤光栅除了对铁路桥梁隧道进行安全健康监测外,还可以做其他方面的监测,如铁轨及车轮的健康状况、货车动态称重及偏载、路基边坡安全监测和客运专线安全监测等,通过对实验数据和现有技术应用情况的分析,进行了光纤传感技术在铁路安全监测领域里的应用研究。
位移监测:光纤光栅位移传感器
振动监测:光纤光栅加速度计
应变监测:光纤光栅表安应变计、光纤光栅钢筋计
温度监测:光纤光栅温度计