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新型传感物联技术在国内大桥应力监测中的应用

时间:2016-07-13 13:13来源:传感器专家网 作者:admin 点击:
桥梁长期承受外部压力,尤其是重型货车碾压,内部结构的劳损不易被发现。这一研究项目就是要通过桥梁释放应力波的频谱变化,实现对大桥安全性的可视化监测。近期,香港科技大学某研究院开发了一种名为新型水泥基复合材料压电传感器的模块。 据介绍,这种传感

  桥梁长期承受外部压力,尤其是重型货车碾压,内部结构的劳损不易被发现。这一研究项目就是要通过桥梁释放应力波的频谱变化,实现对大桥安全性的可视化监测。近期,香港科技大学某研究院开发了一种名为新型水泥基复合材料压电传感器的模块。

  据介绍,这种传感器就像听诊器一样,能够收集桥梁的钢筋混凝土结构在承受外力时释放出来的应力波,并通过装在桥上的无线网关将数据传送到后台,形成波谱图。监测部门工作人员坐在电脑前就能够看到大桥的监测数据,有裂缝或严重损害出现,会第一时间在屏幕上显示。

  2014年9月,这套传感器监测系统被安装到番禺大桥上。由于大桥已经建成并使用十余年,传感器无法埋到混凝土结构中,只能附在桥梁上。工作人员一共安装了24个传感器和6个网关。据悉,这些传感器模块可通过番禺大桥上的电源进行充电。

  研发人员称,这种传感器能监测到人工现场无法发现的裂缝,同时可将桥梁内部结构的变化从数据转换成图形,实现可视化。

  由于番禺大桥已经建成并使用十余年,传感器无法埋到混凝土结构中,只能附在桥梁上。资料图

  相关技术人员称,单单依靠水泥基复合材料压电传感器,还无法实现对桥梁应力波的监测。这套新型监测系统,将新型水泥基复合材料压电传感器与物联网技术结合,形成一个数据收集、转化、传输的系统。传感器由一个模块和一个节点组成,模块功能为收集应力波,节点将力信号转换成电学信号,然后通过网关将电学信号传回终端。

  据介绍,这种传感器测不到桥梁承受多大的压力,但如果压力对桥梁造成损害,哪怕是细微的裂缝,人眼发现不了,传感器也能通过应力波波频反映出来。

  技术人员表示,他们曾经去找过港珠澳大桥项目部,希望能将传感器安装到正在施工的大桥中,但遭到拒绝。他们估计像港珠澳大桥这样的大型工程,可能出于风险控制考虑,不太愿意第一个吃螃蟹。

  当然,就一个科研成果从研发到应用整个流程来说,这项技术尚处于中试阶段,产品已经研发出来了,探测传感器、建网传递数据这两部已经完成,现在要进行建模和数据分析。

  在番禺大桥上试验快两年时间,后台已经收集到非常多的数据,但并非所有数据都有价值,也需要对数据进行分析。研发人员相信,一旦建立了模型,这项技术就真的成为一项能够对大桥进行健康监测的诊疗技术。同时,这项技术同样可以推广应用在其他建筑物上。 

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