[发明专利]一种起重机械金属结构健康监测方法

权利要求书

1.一种起重机械金属结构健康监测方法，其特征在于，所述方法包括：

A对被测起重机进行有限元建模分析，计算获取起重机结构应力集中点；

B根据有限元计算结果进行设点优化，确定传感器数量和传感器类型，并确定光纤光栅传感器布置位置；

C将光纤光栅传感器进行组网，并将传感器信号连接到光纤光栅解调仪，光纤光栅解调仪通过数据传输单元DTU将封装好的数据实时发送到远程中央服务器；

D对接收到的数据进行处理计算和数据存储，并根据数据计算结果对起重机实时工况、应力、温度信号进行分析；

E将数据计算结果与设定的阈值进行比较判断是否发送起重机金属结构安全预警或危险报警信号。

2.根据权利要求1所述的起重机械金属结构健康监测方法，其特征在于，所述有限元建模分析是根据被测起重机的维保记录、现场数据、设计图纸、动力学分析和静力学分析。

3.根据权利要求1所述的起重机械金属结构健康监测方法，其特征在于，所述步骤C中：

所述传感器信号为：实时采集的起重机主金属结构的应力、应变和温度结构健康参数的光信号；

所述光纤光栅解调仪将结构健康参数的光信号解调成电信号，传输到数据转换单元。

4.根据权利要求1所述的起重机械金属结构健康监测方法，其特征在于，所述步骤D中接收到的数据是通过业务平台软件系统进行采集，并通过光纤光栅温度传感器的一次线性拟合公式进行数据二次处理计算。

5.根据权利要求4所述的起重机械金属结构健康监测方法，其特征在于，所述光纤光栅温度传感器的一次线性拟合公式为：

T＝M(λ-λ₀)+T₀    （1）

式中，M（℃/nm）为温度系数，λ（nm）为光波当前波长，λ₀一般取T₀=0℃的波长，温度传感器在T₀温度下的波长为λ；

因载荷变化引起的应变计算公式如下：

ξ＝N(λ₁-λ₀)+B(λ_t1-λ_t0)-α□ΔT    （2）

N为应变计的应变系数(μξ/nm)；B为传感器修正系数(μξ/nm)；λ₁为应变光纤当前的波长值(nm)；λ₀为应变光纤初始的波长值(nm)；λ_t1为温补光纤当前的波长值(nm)；λ_t0为温补光纤初始的波长值(nm)；α(μξ/℃)为被测物体热膨胀系数ΔT=100×(λ_t1-λ_t0)，单位取℃。