声发射结构健康监测系统基本工作原理与案例
发射结构健康监测系统就是利用声发射技术对特种设备、桥梁等做长期监测的过程,以达到使特种设备、桥梁等结构安全运行、延长使用寿命,避免发生事故的目的。
声发射监测的优点:
■结构运行中实现监测
■监测已知或隐藏的缺陷并实现定位
■全天24小时监测和预警
■一个系统可以集成各种类型的传感器
■定制解决方案
声发射结构健康监测系统通常由以下几个关键部分组成:
传感器阵列:安装于结构表面或内部的传感器,用于捕捉由结构内部损伤(如裂纹扩展、材料疲劳等)产生的声发射信号。
数据采集系统:负责将传感器捕获的声发射信号转换为电信号,并进行初步处理和数据采集。
数据处理与分析软件:对采集到的声发射信号进行高级处理和分析,包括信号滤波、特征提取、模式识别等,以识别结构中的损伤类型和位置。
报警与预警系统:当检测到结构中的损伤超过预设阈值时,系统能够自动触发报警,并通过多种方式(如手机短信、电子邮件、云平台等)向相关人员发送预警信息。
云数据平台:用于存储和管理监测数据,用户可以通过互联网访问平台,查看实时监测数据和历史数据,进行数据分析和报告生成。
应用案例1:新加坡港口集装箱起重机的长期监测
任务:利用声发射系统对港口集装箱起重机进行长期监测
目标:由监测结果作为集装箱起重机维修和停用的依据
前期测试:
■起重机在正常工作条件下进行监测
■人造裂纹、断铅验证
■人造裂纹和断铅都能被检测到并准确定位
■成功预报危险并自动发生报警信息
成功点:
■成功监测到裂纹扩展
■成功对裂纹进行定位并得到其他无损检测方法的验证
■实现全体24小时监测
应用案例2:德国西南部Gänstorbrücke 桥的监测
任务:桥梁钢筋混泥土中钢筋断裂的实时监测和自动报警
目前:全天候监测并自动发出报警信息
应用案例3:高速公路桥金属部分的监测
任务:高速公路桥金属部分的监测
目标:提前预警危险区域,避免不必要的道路封闭
成功点:成功监测到裂纹并得到验证
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