光纖光柵傳感技術(shù)及其在橋式起重機(jī)安全評(píng)價(jià)中的應(yīng)用.pdf

1、橋式起重機(jī)是由大車(chē)、小車(chē)、起重掛鉤以及附屬電氣設(shè)備組成，主要應(yīng)用于工廠車(chē)間、倉(cāng)庫(kù)等場(chǎng)所進(jìn)行物料的搬運(yùn)與裝卸載，是目前使用范圍最廣、數(shù)量最多的起重設(shè)備。它的大車(chē)運(yùn)行軌道架空鋪設(shè)在廠房的兩側(cè)，這樣充分利用了軌道下面的空間來(lái)堆放和吊運(yùn)物料，不受地面設(shè)備的阻礙。橋式起重機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在漫長(zhǎng)服役過(guò)程中不可避免地使結(jié)構(gòu)損傷積累，使得結(jié)構(gòu)損傷進(jìn)一步加劇，一旦發(fā)生事故就會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。起重機(jī)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)以及設(shè)備壽命評(píng)估是目前對(duì)在役起重機(jī)

2、安全性評(píng)價(jià)的重要手段，可以在一定程度上避免起重機(jī)在作業(yè)過(guò)程時(shí)發(fā)生安全事故。應(yīng)變是反應(yīng)結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)，長(zhǎng)期穩(wěn)定應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)是起重機(jī)安全評(píng)價(jià)體系的重要組成部分。本文通過(guò)對(duì)多種應(yīng)變測(cè)量方法的實(shí)驗(yàn)分析，并結(jié)合實(shí)際施工案例，提出一種基于光纖光柵應(yīng)變監(jiān)測(cè)的橋式起重機(jī)安全評(píng)價(jià)系統(tǒng)技術(shù)方案和光纖Bragg光柵應(yīng)變傳感技術(shù)的應(yīng)用實(shí)施方案。得到結(jié)構(gòu)真實(shí)可靠的應(yīng)變數(shù)據(jù)，為橋式起重機(jī)安全評(píng)價(jià)提供了數(shù)據(jù)支持，具體內(nèi)容包括：
　?。?）通過(guò)對(duì)常見(jiàn)的應(yīng)變檢測(cè)方

3、法的工作原理和特點(diǎn)進(jìn)行分析，提出電阻應(yīng)變測(cè)量法和光纖光柵法可以應(yīng)用于大型結(jié)構(gòu)應(yīng)變檢測(cè)。通過(guò)對(duì)裝有電阻應(yīng)變片和FBG應(yīng)變傳感器的標(biāo)準(zhǔn)工件進(jìn)行長(zhǎng)期拉伸實(shí)驗(yàn)，分析兩種應(yīng)變測(cè)量方法的長(zhǎng)期測(cè)量可靠性和抗外界干擾能力，得出與電測(cè)法相比，光纖光柵法具有更強(qiáng)的長(zhǎng)期可靠性和抗干擾能力，且測(cè)量線性度好，精度高。
　　（2）利用等強(qiáng)度梁表面應(yīng)變均勻分布的特點(diǎn)，對(duì)國(guó)內(nèi)外光纖Bragg光柵應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行性能測(cè)試，比較得出國(guó)內(nèi)FBG應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)可靠性和精度

4、均略低于國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品，但仍可滿足起重機(jī)工程結(jié)構(gòu)分析的應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)精度要求。結(jié)合應(yīng)用成本、可靠性評(píng)價(jià)以及工業(yè)化應(yīng)用要求，提出國(guó)內(nèi)光纖光柵傳感系統(tǒng)更適合國(guó)內(nèi)工程應(yīng)用現(xiàn)狀。
　?。?）以鋼鐵廠冶金橋式起重機(jī)為研究對(duì)象，在設(shè)備結(jié)構(gòu)易出現(xiàn)損傷區(qū)域布設(shè)光纖光柵傳感器進(jìn)行結(jié)構(gòu)應(yīng)變監(jiān)測(cè)，利用GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)將應(yīng)變采集儀得到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)皆品?wù)器，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行設(shè)備結(jié)構(gòu)安全遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。詳細(xì)介紹了橋式起重機(jī)安全評(píng)價(jià)技術(shù)方案和光纖光柵傳感器現(xiàn)場(chǎng)實(shí)