Quelles sont les différences dans les exigences des démodulateurs pour la mesure des vibrations des ponts et la mesure de la déformation des barrages ?
Dans l’ingénierie de la mesure par réseau de Bragg sur fibre (FBG), la “mesure des vibrations de pont” relève de la mesure dynamique (Dynamic Measurement) typique, tandis que la “mesure de déformation de barrage” relève de la mesure statique/quasi-statique (Static/Quasi-static Measurement) typique. Les deux scénarios d’application ont des exigences significativement différentes concernant les indicateurs techniques clés des démodulateurs à réseau de Bragg sur fibre :
I. Comparaison des exigences techniques clés
| Dimension d’évaluation | Mesure des vibrations de pont (mesure dynamique) | Mesure de déformation de barrage (mesure statique/quasi-statique) |
|---|---|---|
| Paramètres de mesure principaux | Déformation dynamique, accélération, fréquence propre de la structure et modes | Déformation statique, déplacement de la structure, tassement non uniforme, champ de température |
| Fréquence d’échantillonnage des données (Sampling Rate) | Exigence haute fréquence : La fréquence de vibration des structures de pont se situe généralement entre quelques Hz et plusieurs dizaines de Hz. Conformément au théorème d’échantillonnage de Nyquist (f_s \ge 2 f_{\max}), le taux d’échantillonnage du démodulateur doit généralement être de \ge 50\ \text{Hz} , 100\ \text{Hz} ou même plus élevé, afin de reproduire fidèlement les caractéristiques de la forme d’onde et du domaine fréquentiel. | Basse fréquence/inspection périodique : Le processus de déformation des barrages est extrêmement lent (à l’échelle de jours, mois, années). Le taux d’échantillonnage est généralement réglé à 1\ \text{Hz} , 0.1\ \text{Hz} ou une acquisition cyclique programmée est utilisée pour éviter la génération de données redondantes. |
| Résolution de longueur d’onde et précision de mesure | Résolution de longueur d’onde couramment utilisée de 1\ \text{pm} , mettant l’accent sur la capacité de réponse dynamique des signaux à variation rapide et le rapport signal/bruit transitoire. | Une précision absolue et une résolution de longueur d’onde extrêmement élevées sont requises (généralement de 0.1\ \text{pm} à 1\ \text{pm} ), afin de capturer les micro-fluages et micro-déformations de la structure. |
| Stabilité à long terme et contrôle du zéro drift | La mesure dynamique peut filtrer le zéro drift basse fréquence par filtrage passe-haut ou analyse fréquentielle, et est relativement insensible au zéro drift absolu sur plusieurs années de l’instrument lui-même. | Extrêmement rigoureux : La période de surveillance des barrages s’étend sur plusieurs années voire plusieurs décennies, exigeant que le démodulateur dispose d’un étalonnage de référence de longueur d’onde interne (tel qu’une cellule d’absorption de gaz intégrée/une référence de longueur d’onde standard) pour garantir un fonctionnement sans zéro drift sur le long terme. |
| Nombre de canaux et échelle de multiplexage spatial | Les points de mesure sont généralement ciblés sur les zones clés de contrainte et de vibration telles que la poutre principale, les câbles de ponts haubanés, etc. Le nombre de canaux est généralement de 4, 8 ou 16 canaux. | Les barrages sont volumineux, les points de mesure sont denses et les portées spatiales sont grandes, nécessitant généralement 16, 32 canaux ou plus, afin de réaliser une surveillance à grande échelle en réseau sur plusieurs sections et profondeurs. |
| Synchronisation multicanal | Exigence élevée : L’analyse des formes et des modes de vibration exige une synchronisation temporelle stricte entre les canaux de capteurs, afin d’éviter que le déphasage entre canaux ne distorde le calcul des modes. | L’inspection séquentielle ou l’acquisition asynchrone de chaque canal suffit à répondre aux exigences de l’ingénierie. |
II. Produits et spécifications techniques officiels pertinents
Pour répondre aux besoins différenciés des mesures dynamiques et statiques en ingénierie, Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. propose des équipements de démodulation à réseau de Bragg sur fibre avec des configurations multiples :
- OFSCN® Fiber Bragg Grating Interrogator
- Pour une vue d’ensemble des architectures techniques des démodulateurs : OFSCN® Fiber Bragg Grating Interrogator Products Aggregation Link
Caractéristiques principales des paramètres :
- Plage de longueurs d’onde : Par défaut 1525\sim 1565\ \text{nm} ou 1528\sim 1568\ \text{nm} (spectre large personnalisable).
- Configuration de la fréquence d’échantillonnage : Prise en charge de fréquences d’échantillonnage matérielles de 10\ \text{Hz} , 50\ \text{Hz} , 100\ \text{Hz} ; dans les mesures statiques (telles que la surveillance de barrage), l’utilisateur peut abaisser en douceur le taux d’échantillonnage à 1\ \text{Hz} via le réglage logiciel.
- Configuration des canaux : Disponible en versions 4 canaux, 8 canaux, 16 canaux, 32 canaux.
- Résolution de longueur d’onde : Par défaut 1\ \text{pm} , personnalisable jusqu’à 0.1\ \text{pm} .
- Architecture système et interfaces : Prend en charge les architectures logicielles B/S et C/S, fournissant des protocoles de communication industriels standard tels que TCP, UDP, Modbus, facilitant le développement secondaire et l’intégration de données avec les systèmes de surveillance de ponts et de barrages.