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  • 振弦传感器与光纤光栅传感器在综合管廊应用情况对比分析说明
  • 2017-2-8 阅读次数:[430]
  •   1、引言

      振弦传感器自20世纪30年代发明以来,由于其独特的优异特性如结构简单、精度高及抗干扰能力强以及对电缆要求低等而一直受到工程界关注,然而,由于历史原因,振弦式传感器的长期稳定性一直是争议的话题。

      直到70年代,随着现代电子技术、材料及生产工艺的发展,振弦式传感器技术才得以完善并能真正能满足工程应用的需要。截止目前,数以十万计的振弦式传感器已经成功应用在全世界的大坝、桥梁、隧道等大型建筑物上,是结构健康监测应用最广泛的传感器类型。

      光纤光栅传感器是2000年左右才逐步开始应用于温度、应力应变监测,后来陆续推出结构健康监测仪器。光纤光栅传感器的主要特点是抗雷击、抗强电磁干扰、布点容量大、可以长距离传输。由于光纤测温原理相对比较简单,经过十几年的技术发展,应用情况比较良好。

      但其它光纤光栅传感器由于原理相对复杂,测量精度和稳定性较振弦式传感器还有一定的差距。截止目前,除光纤测温传感器外,能满足厂家标称的技术指标并成功应用的光纤光栅类传感器案例几乎还没有。

      随着科技发展,光纤光栅传感器的精度和稳定性难题一定会攻克,如同振弦式传感器替代差阻式传感器一样,光纤光栅传感器终将成为新一代的主流结构健康监测传感器。但由于测量精度和稳定性还存在一定的问题,因此目前还不是一种最好的选择。

      2、管廊结构健康监测特点

      综合管廊虽然是线性工程,但设有监控室和电缆桥架,健康监测传感器电缆可以布设在电缆桥架上,不需要埋设在混凝土内部,方便了电缆接续工作,为电缆保护工作也提供了很大帮助。同时传感器电缆可以就近接入安装在监控室内的数据采集器(MCU),一般情况下电缆长度都在1000米内,振弦式传感器信号完全可以在此范围内进行传输。

      管廊健康监测的原则是对斜坡段、下穿段及管廊相互交叉段等特殊部位进行重点监测,只需要进行断面监测,不需要对结构主体进行连续、不间断监测,不属于长距离监测范畴。

      光纤光栅传感器是为解决振弦传感器信号不能长距离传输的情况下应运而生的,是在牺牲传感器测量精度和稳定性前提下的不得已选择,管廊健康监测的特点决定了光纤光栅传感器不是其最佳选择。

      3、工程造价比对分析

      光纤光栅传感器相对进口振弦传感器价格价格便宜一些,但其调制解调器价格是数据采集器的3至4倍,而且光纤光栅传感器安装复杂,光缆接续要求高,仪器和光缆的保护难度大,施工费用较高。

      4、建议

      一方面建议分别到安装振弦传感器和光纤光栅传感器、并已进入运行期的工程进行考察,主要考察历史测量数据的稳定性、重复精度及测量精度等相关内容。

      另一方面建议分别到振弦传感器和光纤光栅传感器厂家进行考察,同样主要考察的内容也是传感器测量数据的稳定性、重复精度以及测量精度等。或者可以到既生产振弦传感器又生产光纤光栅传感器的厂家进行考察,只需要了解到哪种传感器的销售情况比较好,就知道哪种传感器使用量比较大了。