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大型建筑结构的安全性和完整性随着时间的推移会受到许多因素的影响,比如高楼或桥梁等结构受到地震、台风、爆炸等灾害性事件的影响;更多的造型奇特、规模庞大的建筑物由于设计和施工质量等方面的缺陷,导致在施工和运营期间发生变形......技术领先的现代化监测工具能够评估建筑物结构构件的完整性,能够为判断工程建筑物的安全性提供必要的信息,并提供潜在灾难性故障的早期预警,结构健康监测的意义日益突显。
世界各地的市政当局和资产所有者都在选择先进的结构健康监测技术,通过部署经济高效且可快速部署的监测系统,确保人们日常生活所依赖的城市基础设施结构的安全性。
LUNA结构健康监测系统的关键应用项目:
LUNA光纤光栅传感解调仪助力港珠澳大桥结构健康监测(详见下文)
解决方案:
光纤传感系统通过对压力、应变、裂缝、位移、倾角和振动的连续监测,对日益严重的结构问题提供预警,并降低故障风险。利用光纤传感技术能够经济高效地远程监控建筑结构,向决策者提供准确可靠的数据信息。
基于光纤传感器的实时监测系统测量建筑结构参数
优势:
实时监测
高灵活性的监测系统
部署成本低
实施过程:
评估关键或问题区域确定仪表位置
基于勘测人员的测算确定和设计传感器布局
安装传感器
向用户提供系统操作培训
针对位移、结构疲劳、振动等意外事件提供24/7连续监控预警
在意外事故发生前准确定位“隐患”
实施结果:
与传统解决方案相比,使用寿命长百倍
安装传感器后,即可快速部署简单、易于实施的监测系统,提供可供实际行动参考的信息
软件界面示例显示多个应变、温度和加速度传感器监测点,所有传感器均指示“绿色”状态
对各种环境有针对性的进行高度定制
使用300多个光纤传感器监测老化的政府设施
LUNA助力港珠澳大桥结构健康监测
LUNA的si155光纤光栅传感解调仪于2018年部署应用于港珠澳大桥(HZMB),大桥结构由三座斜拉桥、一条海底隧道和两座人工岛组成,珠澳大桥桥隧系统全长55公里,是有史以来最长的跨海连接大桥。
鉴于这一复杂桥梁结构的巨大跨度,实时主动监测桥隧系统的状况对桥梁长期安全至关重要,桥梁要能够抵御8级地震、超级台风和超大型货船撞击等意外事件,桥梁建造时所采用的40万吨钢材是旧金山金门大桥的4.5倍。工程师们部署了结构健康监测(SHM)系统,总共使用了13台LUNA si155光纤光栅传感解调仪,对应变、温度、加速度和位移传感器进行长期、可靠和准确的测量,以达到实时不间断监测桥梁结构健康状况的目的,评估极端天气事件期间桥梁的状况,并检测船舶碰撞导致的影响。
提供与港珠澳大桥桥隧系统性能相关的实时关键测量数据,帮助桥梁在运营过程中不断获取评估信息并开展所需的维护和维修。监测有史以来最长跨海桥隧结构健康状况是LUNA光纤传感系统的关键应用和成功突破。
LUNA结构健康监测(SHM)解决方案
光纤传感器的诸多优势使其成为土木和岩土结构SHM系统的理想选择:
抗电磁干扰
耐腐蚀传感器和线缆
100秒或1000秒的传感器可以分布在大型结构上
坚固耐用的仪表和传感器
长期稳定性
LUNA的光纤传感解决方案包括用于各种测量的传感器,这些测量对于有效的SHM系统至关重要,通过单台仪表即可进行多路复用和采集测量:
压力
长距离应变–表面和嵌入
振动
位移
-
温度
os3150光纤光栅应变传感器
os7500光纤加速度计
si155/si255
HYPERION光纤光栅传感解调仪

LUNA的HYPERION是一款工业级无风扇的光纤光栅传感解调仪,兼具静态和动态全光谱分析功能,支持4/16通道同步采集,每通道160nm波长范围,能同时连接几百只传感器,适合进行长期可靠高精度测量。
si155/si255配备了全新升级的高功率,低噪声,超大带宽的扫描激光光源,采用MOI拥有专利技术的可调谐光纤法-珀滤波器和波长参考技术保证了每次扫描的绝对波长精度。
si155/si255是基于新一代HYPERION平台制造出来的,具有全新的突破性功能,高性能的DSP以及实时运算的FPGA,基于此,si155/si255能实现快速全光谱数据采集,内置可编辑的峰值探测算法,适用于光纤布拉格光栅(FBG),长周期光栅(LPG)和光纤法珀传感器(FP),马赫-曾德尔干涉仪(M-Z)等等传感器,在闭环反馈应用中高效率采集数据。
HYPERION平台与ENLIGHT传感分析软件兼容,ENLIGHT软件集成了一系列强大的工具来分析光谱数据,波长运算,光纤网络分析,可与服务器相连用以搭建远程监控平台。此外,HYPERION平台还提供多种接口程序(API),如:LabVIEW, Python, Matlab, C++和C#等,用户可方便调用,进行二次开发。
关键特性
标准版,高速版配置,每种配置均可选配去偏振光源;
支持4/16通道同步采集;
动态,绝对波长测量,可观测FBGs, LPGs, FP和M-Z类型传感器的光谱;
动态范围大,每个通道独立不干扰,适用于每个通道上每只传感器,不受系统损耗差别影响;
数据验证秘钥保证输出有效数据;
每组数据都依据NIST标准进行校准和验证;
扫描激光器可靠性和稳定性经过长期验证。从2000年开始,连续运行总时长超过1亿小时。
ODiSI 6100系列
分布式光纤传感系统

ODiSI 6100系列是一种新颖的测试系统,基于OFDR技术,使用单模光纤作为传感器,为21世纪先进材料和复杂结构测试提供新的解决方案。
ODiSI 6100系列分布式光纤传感系统,具有毫米级空间分辨率,每米光纤上具有上千测试点,高空间分辨率能够帮助绘制应变/温度云图,在测试过程中实时显示。
光纤传感器柔韧性好,体积小,不需要电源激励,能够粘贴固定在结构表面,尤其是大曲率结构表面;能够嵌入在结构内部,或者直接安装在电气结构的内部。除了提供实时的应变/温度数据外,ODISI系统还是一个完整的数据采集解决方案,具有许多功能,可记录数据,可视化数据并与外部系统集成。
关键特性
多通道分布式实时应变和温度测试,最高亚毫米级距离分辨率;
柔韧性好,质量轻,安装方便,提高测试效率;
无源传感器,抗腐蚀,绝缘,能够铺设在传统传感器不能布置的地方,如:弯角、角落、嵌入到材料中;
传感器寿命长,无漂移,无需重新校准,耐疲劳循环大于1亿次;
应变量程大,空间分辨率高,可用于测量复杂应变场和大的应变梯度;
系统内置NIST标准气室,连续自动校准,无需中断测试;
IEEE 1588 PTP网络时间同步。
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关于LUNA
全球领先的先进光纤技术公司Luna Innovations Incorporated(NASDAQ:Luna)创立于1990年,凭借在多领域的技术创新与实践经验,为客户提供业界领先的传感、测试与测量、监测与控制产品和解决方案,致力于将新技术应用于电信、医疗、复合材料和国防等行业关键进程的测量、监控、改善和保护。
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公司成立于2015年,是集光纤通信测试设备、偏振测试仪器及器件、光纤传感设备的销售、测试服务于一体的高科技企业。产品应用于硅光子技术、微波光子学、光器件/模块生产测试、复合材料结构测试、新能源技术、结构健康监测等多个领域。GTL作为LUNA在亚太区指定代理商及技术服务中心,提供分布式光纤传感设备、光纤光栅传感解调仪、光矢量分析仪、背光反射计、偏振测量与控制等先进测试仪器,可调谐滤波器、扫频激光器、腐蚀传感、光纤传感器、延迟线等产品,致力于为光通信及光纤传感领域客户提供专业的测试技术服务和完整的应用解决方案。目前和国内诸多高校、研究所以及生产单位建立了紧密的合作,秉持共赢、诚信、卓越的理念,真诚为客户服务。
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