[发明专利]一种基于光纤传感的大跨度管桁架结构在线健康监测系统

摘要

本发明公开了一种基于光纤传感的大跨度空间管桁架结构在线健康监测系统，包括依次连接光纤光栅传感组件、接线盒、解调模块、数据处理模块和监测终端模块。光纤光栅传感器包括光纤光栅应变传感器、光纤光栅温度传感器、光纤光栅腐蚀传感器、光纤光栅加速度传感器和线形检测器，布设于大跨度管桁架结构上，实现大跨度空间管桁架结构的应变、振动、腐蚀、形变、温度等多状态参数的监测，并累积监测数据。本发明采用的光纤光栅传感器具有测量距离远、抗电磁干扰、信号易传输、易复用、稳定性好、测量精度和灵敏度高等优点，实用性和可靠性强。

主权项

1.一种基于光纤传感器的大跨度管桁架结构在线健康监测系统，其特征在于，包括：光纤光栅传感组件，分布在管桁架结构上；接线盒，与所述光纤光栅传感组件连接；解调模块，与所述接线盒连接，用于光纤光栅传感组件中多传感器光栅信号的解调；数据处理模块，与所述解调模块连接，用于光栅光信号转换为电信号好并进行数字化，并对数据进行分析处理；监测终端模块，与所述数据处理模块连接，用于最终显示光纤光栅传感器组件监测的物理量，并根据各监测物理量设定的阀值进行判断及报警提示；其中，所述光纤光栅传感组件包括光纤光栅应变传感器、光纤光栅加速度传感器、光纤光栅温度传感器、光纤光栅腐蚀传感器和线形检测器；所述光纤光栅应变传感器布置于主桁架、次桁架和悬挑桁架的上弦杆、下弦杆、上弦腹杆和斜腹杆上，其变形监测点设置于上弦杆、下弦杆与上弦腹杆、斜腹杆连接的节点处和上弦杆、下弦杆、上弦腹杆和斜腹杆等杆件中部；所述光纤光栅加速度传感器布置在大跨度钢结构的关键节点位置，所述关键节点位于结构振动较剧烈的方向上；一部分所述光纤光栅温度传感器与光纤光栅应变传感器的布置位置、数量相同，与所述光纤光栅应变传感器封装在同一个传感器保护盒中，另一部分所述光纤光栅温度传感器布置于大型钢结构的棚顶表面；所述光纤光栅腐蚀传感器环绕布置于大型钢结构立柱杆件上；所述线形检测器包括线性检测轨道、光纤陀螺仪和里程计，所述线性检测导轨设置在结构表面，所述光纤陀螺仪和里程计在所述线性检测轨道上运动并通过其轨迹来描绘结构形变。