光纖光柵傳感技術及其在橋式起重機安全評價中的應用.pdf

1、橋式起重機是由大車、小車、起重掛鉤以及附屬電氣設備組成，主要應用于工廠車間、倉庫等場所進行物料的搬運與裝卸載，是目前使用范圍最廣、數(shù)量最多的起重設備。它的大車運行軌道架空鋪設在廠房的兩側，這樣充分利用了軌道下面的空間來堆放和吊運物料，不受地面設備的阻礙。橋式起重機械結構復雜，在漫長服役過程中不可避免地使結構損傷積累，使得結構損傷進一步加劇，一旦發(fā)生事故就會造成巨大的經(jīng)濟損失和人員傷亡。起重機結構健康監(jiān)測以及設備壽命評估是目前對在役起重機

2、安全性評價的重要手段，可以在一定程度上避免起重機在作業(yè)過程時發(fā)生安全事故。應變是反應結構的重要參數(shù)，長期穩(wěn)定應力應變監(jiān)測是起重機安全評價體系的重要組成部分。本文通過對多種應變測量方法的實驗分析，并結合實際施工案例，提出一種基于光纖光柵應變監(jiān)測的橋式起重機安全評價系統(tǒng)技術方案和光纖Bragg光柵應變傳感技術的應用實施方案。得到結構真實可靠的應變數(shù)據(jù)，為橋式起重機安全評價提供了數(shù)據(jù)支持，具體內(nèi)容包括：
　　（1）通過對常見的應變檢測方

3、法的工作原理和特點進行分析，提出電阻應變測量法和光纖光柵法可以應用于大型結構應變檢測。通過對裝有電阻應變片和FBG應變傳感器的標準工件進行長期拉伸實驗，分析兩種應變測量方法的長期測量可靠性和抗外界干擾能力，得出與電測法相比，光纖光柵法具有更強的長期可靠性和抗干擾能力，且測量線性度好，精度高。
　?。?）利用等強度梁表面應變均勻分布的特點，對國內(nèi)外光纖Bragg光柵應變測量系統(tǒng)進行性能測試，比較得出國內(nèi)FBG應變測量系統(tǒng)可靠性和精度

4、均略低于國外同類產(chǎn)品，但仍可滿足起重機工程結構分析的應力應變監(jiān)測精度要求。結合應用成本、可靠性評價以及工業(yè)化應用要求，提出國內(nèi)光纖光柵傳感系統(tǒng)更適合國內(nèi)工程應用現(xiàn)狀。
　　（3）以鋼鐵廠冶金橋式起重機為研究對象，在設備結構易出現(xiàn)損傷區(qū)域布設光纖光柵傳感器進行結構應變監(jiān)測，利用GPRS無線網(wǎng)絡傳輸技術將應變采集儀得到的數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)皆品掌?，通過網(wǎng)絡進行設備結構安全遠程監(jiān)測。詳細介紹了橋式起重機安全評價技術方案和光纖光柵傳感器現(xiàn)場實