结构健康监测 (SHM)

为什么光纤传感被认为是大型基础设施(如桥梁、隧道和水坝)的“神经系统”?

光纤传感被视为大型基础设施(如桥梁、隧道和水坝)的“神经系统”,因为它能够提供全面、实时和分布式的监测,非常类似于生物神经系统。

原因如下:

  • 分布式传感: 光纤传感器,特别是光纤布拉格光栅(FBG)传感器,可以嵌入或安装在结构沿线的众多点上。单根光纤可以承载多个传感点,从而实现对庞大结构的广泛覆盖。这类似于遍布全身的神经末梢。
  • 实时数据: 这些传感器提供有关应变、温度、位移和应力等关键参数的瞬时数据。这种实时反馈对于早期发现潜在问题至关重要,能够及时干预,防止小问题演变成重大故障。
  • 抗电磁干扰(EMI): 与电气传感器不同,光纤不受电磁干扰的影响。这在存在高电噪声的环境中是一个显著优势,可确保可靠的数据采集而不会出现信号衰减。
  • 本质安全: 光纤不携带电流,在有危险或爆炸性环境中的部署本质上是安全的,而传统电气传感器可能会带来风险。
  • 长期稳定性和耐用性: FBG传感器,特别是那些封装在合金管等坚固材料中的传感器,提供了出色的长期稳定性和耐用性,这对于设计寿命长达数十年的基础设施至关重要。
  • 复用能力: 多根FBG传感器可以沿单根光纤部署(复用),从而简化了布线并降低了安装成本,能够以最小的物理侵入实现密集的“神经末梢”网络。

这些能力使得能够全面了解结构的健康状况,使工程师能够监测其完整性、预测老化效应并主动进行维护。

DCYS 提供一系列适用于此类应用的FBG传感器:
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OFSCN® 合金管封装光纤布拉格光栅应变传感器
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OFSCN® 光纤布拉格光栅位移传感器

以下是一些产品图片:


有关更详细的技术规格,您可以访问提供的链接。