橋梁在一個(gè)國(guó)家的交通運(yùn)輸和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有重要位置,橋梁缺陷檢測(cè)和結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)是保證橋梁安全運(yùn)營(yíng)的重要手段。一般來(lái)說(shuō),橋梁對(duì)于安全性、可靠性、耐用性、穩(wěn)定性的需求是非常之高的。在橋梁的使用過程中,如何才能對(duì)橋梁經(jīng)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控呢?溫度傳感器就為我們解決了這個(gè)難題,溫度傳感器應(yīng)用在橋梁中可實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)健康狀況的長(zhǎng)期實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),并為將來(lái)評(píng)估橋梁的損傷狀況提供依據(jù)。
一種常見橋梁實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中溫度傳感器的位置(資料圖)
橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)
橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)(SHM)是一種基于傳感器的主動(dòng)防御型方法,可以彌補(bǔ)目前安全性能十分重要的結(jié)構(gòu)中,把傳感器網(wǎng)絡(luò)安置到橋梁、建筑和飛機(jī)中,利用傳感器進(jìn)行SHM檢測(cè)是一種可靠且不昂貴的做法,可以在第一時(shí)間檢測(cè)到缺陷的形成。這種網(wǎng)絡(luò)可以提早向維修人員報(bào)告在關(guān)鍵結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的缺陷,從而避免災(zāi)難性事故。
光纖光柵傳感器中的溫度傳感器類型
傳統(tǒng)的橋梁缺陷檢測(cè)主要采用電類傳感器的應(yīng)變測(cè)量技術(shù),這種方法存在易受電磁干擾、布線復(fù)雜、時(shí)效性低等問題,并且所測(cè)量的瞬時(shí)結(jié)果不能準(zhǔn)確連續(xù)預(yù)報(bào)橋梁工作狀態(tài)。光纖光柵(FiberBragggrating,FBG)傳感器相對(duì)于傳統(tǒng)的電檢測(cè)技術(shù)主要優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)為:耐久性好,適于長(zhǎng)期監(jiān)測(cè);無(wú)火花,適于特殊監(jiān)測(cè)領(lǐng)域;既可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)測(cè)量,也可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)分布式測(cè)量等。這些優(yōu)點(diǎn)使光纖光柵傳感器受到土木工程領(lǐng)域特別是橋梁檢測(cè)領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。
而具體到光纖光柵傳感器中的溫度傳感器,則可以分為土木用(要求密封好,防水、防潮、防腐蝕)、電力用(要求絕緣耐壓、耐高溫)和石化(要求防爆)用溫度傳感器,按照安裝方式,可以分為表面式(安裝在待測(cè)物表面)和埋入式(針對(duì)土木監(jiān)測(cè),埋入混凝土結(jié)構(gòu)中),按照出纖方式,可以分為單端傳感器(應(yīng)用在電力高壓開關(guān)柜)和雙端傳感器(應(yīng)用在隧道、大型結(jié)構(gòu)、橋梁、電纜溝、油罐等行業(yè))。
橋梁監(jiān)測(cè)中的溫度傳感器的作用
在混凝土施工過程中,將數(shù)字溫度傳感器裝入導(dǎo)熱良好的金屬套管內(nèi),可保證傳感器對(duì)混凝土溫度變化作出迅速的反應(yīng)。每個(gè)溫度監(jiān)測(cè)金屬管接入一個(gè)無(wú)線溫度節(jié)點(diǎn),整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)的無(wú)線溫度節(jié)點(diǎn)通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)绞┕けO(jiān)控中心,不需要在施工現(xiàn)場(chǎng)布放長(zhǎng)電纜,安裝布放方便,能夠有效解決溫度測(cè)量點(diǎn)因?yàn)槭┕と藛T損壞電纜造成的成活率較低的問題。