光纖光柵傳感技術(shù)及其在橋式起重機安全評價中的應(yīng)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(shè)備組成，主要應(yīng)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(shè)備。它的大車運行軌道架空鋪設(shè)在廠房的兩側(cè)，這樣充分利用了軌道下面的空間來堆放和吊運物料，不受地面設(shè)備的阻礙。橋式起重機械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在漫長服役過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(jié)構(gòu)健康監(jiān)測以及設(shè)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(yīng)變是反應(yīng)結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)，長期穩(wěn)定應(yīng)力應(yīng)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(yīng)變測量方法的實驗分析，并結(jié)合實際施工案例，提出一種基于光纖光柵應(yīng)變監(jiān)測的橋式起重機安全評價系統(tǒng)技術(shù)方案和光纖Bragg光柵應(yīng)變傳感技術(shù)的應(yīng)用實施方案。得到結(jié)構(gòu)真實可靠的應(yīng)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(yīng)變檢測方

3、法的工作原理和特點進行分析，提出電阻應(yīng)變測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。通過對裝有電阻應(yīng)變片和FBG應(yīng)變傳感器的標準工件進行長期拉伸實驗，分析兩種應(yīng)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(yīng)變均勻分布的特點，對國內(nèi)外光纖Bragg光柵應(yīng)變測量系統(tǒng)進行性能測試，比較得出國內(nèi)FBG應(yīng)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(jié)構(gòu)分析的應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測精度要求。結(jié)合應(yīng)用成本、可靠性評價以及工業(yè)化應(yīng)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(yīng)用現(xiàn)狀。
　?。?）以鋼鐵廠冶金橋式起重機為研究對象，在設(shè)備結(jié)構(gòu)易出現(xiàn)損傷區(qū)域布設(shè)光纖光柵傳感器進行結(jié)構(gòu)應(yīng)變監(jiān)測，利用GPRS無線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)將應(yīng)變采集儀得到的數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)皆品?wù)器，通過網(wǎng)絡(luò)進行設(shè)備結(jié)構(gòu)安全遠程監(jiān)測。詳細介紹了橋式起重機安全評價技術(shù)方案和光纖光柵傳感器現(xiàn)場實