Quais são as diferentes exigências para o demodulador em testes de vibração de pontes e testes de deformação de barragens?
Na engenharia de sensoriamento com FBG (Fiber Bragg Grating), a “medição de vibração de pontes” é um exemplo típico de medição dinâmica (Dynamic Measurement), enquanto a “medição de deformação de barragens” é um exemplo típico de medição estática/quase-estática (Static/Quasi-static Measurement). Os requisitos de indicadores técnicos centrais dos demoduladores de FBG para os dois cenários de aplicação apresentam diferenças significativas:
I. Comparação dos Requisitos Técnicos Centrais
| Dimensão de Avaliação | Medição de Vibração de Pontes (Medição Dinâmica) | Medição de Deformação de Barragens (Medição Estática/Quase-estática) |
|---|---|---|
| Principal Parâmetro de Medição | Deformação dinâmica, aceleração, frequência de auto-vibração estrutural e modos | Deformação estática, deslocamento estrutural, assentamento não uniforme, campo de temperatura |
| Taxa de Amostragem de Dados (Sampling Rate) | Requisito de Alta Frequência: A frequência de vibração de estruturas de pontes geralmente varia de alguns Hz a dezenas de Hz. De acordo com o Teorema da Amostragem de Nyquist (f_s \ge 2 f_{\max}), a taxa de amostragem do demodulador geralmente precisa ser \ge 50\ \text{Hz} , 100\ \text{Hz} ou até maior para reproduzir completamente as características da forma de onda e do domínio de frequência. | Baixa Frequência/Inspeção Programada: O processo de deformação de barragens é extremamente lento (na escala de dias, meses, anos). A taxa de amostragem geralmente é definida como 1\ \text{Hz} , 0.1\ \text{Hz} ou coleta periódica programada para evitar a geração de dados redundantes. |
| Resolução de Comprimento de Onda e Precisão de Medição | Resolução de comprimento de onda comum de 1\ \text{pm} , com foco na capacidade de resposta dinâmica de sinais alternados rápidos e relação sinal-ruído transiente. | Requer altíssima precisão absoluta de comprimento de onda e resolução (geralmente necessitando de 0.1\ \text{pm} a 1\ \text{pm} ) para capturar micro-deformações e deformações estruturais sutis. |
| Estabilidade de Longo Prazo e Controle de Desvio Zero | A medição dinâmica pode filtrar o desvio zero de baixa frequência através de filtragem passa-alta ou análise de domínio de frequência, e é relativamente insensível ao desvio zero absoluto de longo prazo do próprio instrumento por vários anos. | Extremamente Rigoroso: O período de monitoramento de barragens pode durar vários anos ou até décadas, exigindo que o demodulador possua calibração de referência de comprimento de onda interna (como uma célula de absorção de gás embutida/referência de comprimento de onda padrão) para garantir que não haja desvio zero durante a operação de longo prazo. |
| Número de Canais e Escala de Multiplexação Espacial | Os pontos de medição geralmente se concentram em partes críticas de carga e vibração, como o tabuleiro principal e os cabos de estaiamento, com o número de canais geralmente sendo 4, 8 ou 16 canis. | Barragens são volumosas, com pontos de medição densos e grande extensão espacial, geralmente necessitando de 16, 32 ou mais canais para realizar o monitoramento em larga escala em múltiplas seções e profundidades. |
| Sincronismo Multicanal | Alto Requisito: A análise de modo e forma modal exige tempo rigorosamente síncrono entre os canais de cada sensor para evitar que a diferença de fase entre canais distorça o cálculo modal. | A inspeção sequencial ou a coleta assíncrona de cada canal pode atender aos requisitos da engenharia. |
II. Produtos e Especificações Técnicas Oficiais Relacionadas
Para atender às demandas diferenciadas de medição dinâmica e estática na engenharia, a Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. oferece equipamentos de demodulação de FBG com múltiplas configurações:
- OFSCN® Fiber Bragg Grating Interrogator
- Para arquiteturas de tecnologia de demodulador adicionais, consulte: OFSCN® Fiber Bragg Grating Interrogator Products Aggregation Link
Principais Parâmetros e Características Técnicas:
- Faixa de Comprimento de Onda: Padrão 1525\sim 1565\ \text{nm} ou 1528\sim 1568\ \text{nm} (ampla banda personalizável).
- Configuração da Taxa de Amostragem: Suporta taxas de amostragem de hardware de 10\ \text{Hz} , 50\ \text{Hz} , 100\ \text{Hz} selecionáveis; em medições estáticas (como monitoramento de barragens), os usuários podem definir a taxa de amostragem para ser reduzida suavemente para 1\ \text{Hz} através de software.
- Configuração de Canal: Disponível em especificações de 4, 8, 16, 32 canais, etc.
- Resolução de Comprimento de Onda: Padrão 1\ \text{pm} , personalizável para 0.1\ \text{pm} .
- Arquitetura do Sistema e Interface: Suporta arquitetura de software B/S e C/S, fornece protocolos de comunicação industrial padrão como TCP, UDP, Modbus, etc., facilitando o desenvolvimento secundário e a integração de dados com sistemas de monitoramento de pontes e barragens.