应变在线监测系统
在线监测管理系统-北京智博联科技股份有限公司
FUNCTIONAL FEATURES
REAL SCENE
功能特点
32 通道，可支持 128 个数据采集； 超低功耗，自带电池，可实现 24 小时不间断采集； 高效稳定的数据通信网络，可以保证监测数据的及时传输； 支持多种类型的传感器，即插即用； 完善的超限报警功能，避免事故发生； 强大的数据分析软件，多种类型的分析模式，监测结果一目了然。
REAL SCENE
现场实景
6
智博联在线监测管理系统
TUNNEL MONITORING
隧道监测
近年来，我国的高铁、高速等交通基础设施建设突飞猛进，不可避免的带来了隧道、 桥梁等施工工程量的大幅增加，隧道施工受山体地质及水文等条件的影响，施工难度大， 安全事故时有发生，而既有隧道随着使用年限的增加，出现了例如开裂、渗水、变形等各 种病害，给交通安全带来的不小的威胁。因此对新建隧道及既有隧道的监测成为了一个尤 为重要的工作。 我公司运用自己的专业技术，结合现有隧道监测的难点与特点，开发了一款专门针对 隧道施工监测及运营期安全监测的在线监测系统， 通过物联网等先进技术， 实现了数据采集、 无线上传、数据分析、超限报警等先进功能。为广大隧道监测人员提供了完善的解决方案。
房屋监测
近年来，全国各地的高层建筑越建越多，也越建越高， 其荷载也越来越大，而随着其使用年限的增加，地基与结 构发生沉降及变形的可能性就越来越高，一旦此类病害没 有及时处理，就会发生较大的安全事故，因此，建筑的健 康监测成为人们重视的焦点。 北京智博联将结构健康监测与物联网，云上传计算， 在线数据分析处理等技术结合，开发了一套专门针对建筑 结构健康监测的系统。实现了建筑安全的全面监测，对保 障建筑结构安全，预防事故发生起到了重要作用。
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煤炭装卸设备金属结构应变的实时在线监测
Ｋ ｅ ｏ ｄｓ：ｆ ｅ ａｔｒ ｉｉ ｌｍｅ ｔｍｅｈ ｄ ｓｒｉ ａｕｅ ｎ ｙｗ ｒ ｉ ｒｒｓｅ ；ｆ ｔ ｅｅ ｎ ｔｏ ｔ ｎｍｅｓ ｒｍｅ ｔ ｂ ｎｅ ａ
Ｐ ｒ Ｏ ｅａ ｏ ２ ０ ． ｏ ６ Ｓ ｒ ｌ ｏ １ ２ ｏｔ ｐ ｒ ｉ ｔ ｎ ０ ８ Ｎ ． （ ｅｉ ． ８ ） ａＮ
煤 炭装 卸 设 备 金 属结 构 应 变 的实 时在 线 监 测
。
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Байду номын сангаас
武汉理工大 学光纤 中心 程 健
摘 要 ： 利用光纤光栅检测精度高、 稳定性好、 可集成网络系统等优点， 建立翻车机结构应变在线实时监测
————
光 纤
．
反射信号 ————上 ｊ
２ 实 时在 线监 测 系 统 的 构 成
２ １ 系统 的构 成 ．
系统 的基 本原 理 和 系统 构 成 见 图 ３ 图 ４为 现 ， 场计 算机 安装 情况 。
入射 光谱
测， 存在较 大的安全 隐患… 。光纤光栅 传感器 是近年
来迅速发展起 来 的一 种新 型传感器 ， 它具 有长期 实 时 在线监测等优 势 ， 在现代 大型机械装 备 的安全 监测 中 有着广 阔的应 用前 景 。本 文在 国内首 次将 光 纤 光栅
传感器应用 在翻车机上 ， 进行 了系统的研究 。 并
构 沿线 分布 的应力 应变 时将 使它 们 的反射 光波 长发
生 改变 ； 改变 的反 射光 经传输 光纤 从浸 量现场 传 出 ， ０
浅析风力发电机组螺栓在线监测方法
浅析风力发电机组螺栓在线监测方法发布时间：2023-02-06T08:05:45.999Z 来源：《中国电业与能源》2022年9月17期作者：赖学勇唐小川[导读] 随着传统能源消耗殆尽，环保问题日趋严重赖学勇唐小川国能永福发电有限公司 541800摘要：随着传统能源消耗殆尽，环保问题日趋严重，风能作为一种可再生的洁净且无污染能源，日益受到国际社会的关注。
我国存在大量的优质风力资源，近年风力发电得到快速的发展，装机规模达到328.5GW，同比2020年增长16.7GW，占全部装机容量的13.8%。
随着碳排放的压力日益增大和技术的发展，风力发电的地位将进一步提升，装机容量进一步快速增长，风力发电的安全就成了十分重要问题。
风力发电通过叶片通过螺栓结构荷载传递给轮毂、塔筒，螺栓结构不仅承受叶片的重量和风向的水平力，而且由于风速的时变特性，风力发电机组在交变负载条件下运行，叶片连接螺栓，塔筒螺栓复杂的交变应力，在长期交变应力影响下螺栓很容易出现疲劳失效，如果在定期检查中没有及时发现螺栓失效问题，将导致更严重的后果。
关键词：风力发电机组；分析；螺栓；在线监测；方法；应用引言风电机组螺栓使用量大，安装空间小，造价、技术、施工复杂。
联接螺栓的安全性和可靠性引起了风电业主和主机制造商的高度关注。
目前，风力发电机组连接螺栓的检验采用人工定期抽查的方式，该方法存在时间长、效率低、成本高等缺点，而且人工定期巡检无法保证螺栓联接紧固程度的实时检测，对机组运行安全存在较大安全隐患。
预紧力发生变化时引起的螺栓松动可实时监测。
转角法通过高精度角度传感器测量螺母松动角度，根据转动角度和螺纹的关系，反推螺栓伸长量变化，得到当前螺栓预紧力值，转角法可感受螺栓的细微松动，在预紧力发生变化时引起的螺栓松动可实时监测。
1.风电机行业的发展现状风力发电行业的发展现状近年来，随着中国风电产业的快速发展，风电技术取得了很大进步，但机组安全运行仍存在不少问题。
自动化在线监测系统在高速公路边坡监测中的应用
桩号范围
K1+650—K1+950 左侧 K1+650—K1+950 右侧 K21+669—K22+160 左侧 K23+620—K23+840 左侧 K23+940—K24+323 左侧
开挖防护施工
最大坡髙/m 中心最大开挖深度/m
29.3
32.91
38.9
32.91
51.5
19
29.90
19.54
分析技术可以实现光纤中每一点应变的分布式检测。
f f
激
光
器
调制器
11
皿
激 光 器
连续光
2J
脉冲光
检测系统
图1 BOTDA基本结构原理
本项目现场实施时将应变光纤组成的光纤传感网络贴敷 于 山 体 边 坡 表 面 或 边 坡 内 部 ,当 边 坡 结 构 发 生 微 小 形 变 时 ，将 影 响 应 变 光 纤 受 激 布 里 渊 (Brillouin) 散 射 效 应 频 移 的 改 变 ;布 里 渊 频 移 变 化 量 与 光 纤 应 变 的 变 化 量 成 线 性 正 比 关 系 ，通 过 光 纤 应变量的实时监测，系统实时计算一个监测周期内的边 坡 结 构 形 变 量 ，而 通 过长期数据的存储、提 取 与 分 析 ,可获得 边 坡 形变变化量及变化趋势，为保障边坡结构稳定安全提供 可靠的数据支持。
应变在线监测系统
应变在线监测系统整体解决方案版本2011年12月11日杭州珏光物联网科技有限公司修正记录目录修正记录..................................... 错误!未定义书签。
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2关键硬件设备的技术指标及产品特点 .......... 错误!未定义书签。
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光纤光栅温度补偿应变传感器............. 错误!未定义书签。
3传感器分布................................ 错误!未定义书签。
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边坡在线监测系统(“监测”相关文档)共28张
术
●输出信号：
指
1）RS-485接口，输出实时累计降雨量、分钟降雨量，小时降雨量，年降雨量等；
标
2）脉冲接口，0.2mm降雨量继电器输出触点接通一次；
●电源电压：12VDC（-5%～+25%）
●工作环境温度： 0～+50℃；
●工作环境湿度：≤95%RH（40℃）；
●体积（直径×高）：111×104mm。
2）相关软件的研发及销售
3）相关自动化监测项目的系统集成服务。 桥梁在线监测、水库大坝在线监测、地质灾害在线监测、隧道变形在线监测、
尾矿库在线监测、井下六大系统监测、路基在线监测、地铁及周边建筑沉降在线 监测边坡在线监测等众多领域。
●公司资质
项目背景
●概述
近年来，我国地质灾害发生频繁。根据中国相关地质灾害调查数据，2006年发生地质灾害 102804起，其中滑坡占87%；2007发生25364，其中滑坡占61%； 年以后的几年，由于气候异常 等原因，滑坡灾害更是每年都有增无减。其每年造成的经济损失高达数十亿元，造成的人员伤亡高 达数百人。 因此，做好地质灾害监测和预警，特别是滑坡体的监测和预警，对于有效减少直接经 济损失和人员伤亡显得尤为重要。
DH3819A在线监测系统说明书
目录1、概述 (1)2、主要设计思路 (1)3、监测系统构成 (1)4、系统特点 (2)5、技术指标 (3)6、工作原理 (4)7、软件功能 (6)8、使用说明 (8)9、注意事项 (15)10、维护和检修 (15)11、附录：桥路的连接 (17)1、概述DH3819A监测采集系统是根据大型桥梁的长期健康监测的项目需求，结合桥梁的监测参数类型、布点方案及现场安装情况而专门设计开发的实时监测系统，系统包含桥梁健康监测所需的分布式参数测试模块，数据长距离传输通讯模块及配套的采样控制和计算机通讯软件、简单分析软件等。
系统实现对大型桥梁多测点的在线、长时间实时测量及连续传输，并能完成数据的海量存储、特征信号分析、提取、保存等功能。
2、主要设计思路为了便于管理和维护，以测试断面为单元，采用模块化设计：信号调理采集器与控制器：采用ZigBee无线网络通讯实现无线静态应变测量，通讯距离最远可达500m。
信号调理采集器之间自己寻找最佳的通讯路径进行组网，每个采集器为一个路由点，通过路由通讯的接力可进行更远距离的测量，同时也保证各个测试断面采集器的电系统独立性，解决现场采集数据的长距离不间断传输难题，采集子站的局部故障不会扩散到整个系统的其它部分，便于系统维护。
客户在远程观测各个测点的特征信号，通过采集控制器内置的GPRS模块通过电信运营商提供的GPRS网络来实现远程特征数据的观测。
系统设备布置方案采取数据采集器安放于测试现场，距各测点最近，使得传感器输出的微弱信号传输距离最短，减少干扰及信号传输线路；采集控制器安放在桥梁的中心位置，便于管理和维护，减少传输距离，节约成本。
3、监测系统构成3.1系统描述监测系统主要由传感器部分(应变、位移、温度)、位移测试模块、应变测试模块、温度测试模块、数据采集控制器、监控中心部分，远程观测部分等几个重要部分组成，其中远程观测部分属于可选部分。
每个传感器对应测试模块的调理通道，保证各个传感器调理独立放大器，提高系统可靠性。
在线监测系统及其组成
工作原理 由MnO，CoO，NiO等金属氧化物为基本成分制成的陶瓷半 导体，其电阻值是温度的函数。
特点：灵敏度高，响应快，体积小，成本低。但线性度差
适用范围：不能用作精密测量 测量范围：-60 ℃ ～300℃或最高到600 ℃ 甚至1000 ℃
二、温度传感器 （二）、半导体温度传感器
1、热电偶式温度传感器
工作原理——塞贝克效应
将两种不同成分的均质导体两端连接起来构成回路，当两 端存在温差时，就会在回路中产生热电流，那么两端之间就会 存在Seebeck热电势，即塞贝克效应。热电势随着测量端温度 升高而增加，热电势的大小只和热电偶导体材质以及两端温差 有关，和热电偶导体材质的长度、直径无关。
特点：属于点接触式温度计。结构简单，对待测物体影响小， 响应时间快。但灵敏度低，重复性不好，线性度很差。 适用范围：快速变化的温度测量 测量范围：-273 ℃ ～3000℃
二、温度传感器 （一）、固体温度传感器
1、热电偶式温度传感器
二、温度传感器 （一）、固体温度传感器
2、热电阻式温度传感器
三、红外线传感器 （二）、光子探测器
• 分类
– 光电导型（即光敏电阻，其电导率受红外辐射 而猛增，且随入射功率而变化。探测率高：高 出热敏型检测器二到三个数量级。） – 光伏探测器（即光电池，其受红外辐射即有电 压输出。其响应时间比光电导型还短。） – 多元阵列探测器:利用足够多像素保证红外成 像的清晰度。
工作原理：物体温度不同， 其辐射出的能量和波长都
不同，但总是包括红外线的波谱（ 波长为0.76 μm～ 1000 μm），而且峰值波长将随温度的降低而增加。红外 检测器（即红外线传感器）接受被测物体红外辐射的能量 并转换为相应的电信号，从而测定物体的温度。
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光纤光栅解调仪 ........................................ 错误!未定义书签。
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报警信息........................................ 错误!未定义书签。
物理量计算...................................... 错误!未定义书签。
1解决方案塔架结构状态在线监测系统主要由珏光科技生产的JPFBG-1000光纤光栅解调仪、JPFBGT-300H 光纤光栅温度传感器、JPFBGS-200TH光纤光栅表面应变计等光纤光栅产品，和珏光科技FBG在线实时监测软件系统组成。
系统部署中还需配备必要的网络环境、以及服务器等等。
典型的光纤光栅传感系统如下图所示：图1：光纤光栅系统组成关键硬件设备的技术指标及产品特点2关键硬件设备的技术指标及产品特点根据具体塔架要求，该系统的硬件清单如下表所示：7. 光学接口：FC/APC8. 通信接口：100M以太网9. 报警方式：短信报警，继电器报警9. 电源：交流220V/50Hz10. 工作温度：-10℃～＋50℃11. 存储温度：-20℃～＋60℃12. 功耗：＜10W13. 电池使用时间 12小时14. 重量：3kg15. 外形尺寸：（L）482X（W）300X （H）89mm2光纤光栅温度补偿应变传感器JPFBGTS-260H12个温度量程：-50～300℃，测温精度：±℃，分辨率：℃。
应变量程：±2000με；测量精度% FS; 环境温度： -40-300℃3光纤光栅表面应变计JPFBGS-250TH72个量程：±2000με；测量精度% FS; 环境温度：-40-300℃4光缆1000米芯数和主机的通道数相匹配（按实际使用长度计算）5服务器及显示器DELL PowerEdge R710(Xeon E5506/2GB/300GB)；服务器的价格变化很大，根据计算要求而定。
本方案建议的服务器是能到达计算要求的。
客户可以自购，如果市场价格有变化，我们将另做调整。
6防火墙及路由器7机柜4U标准机柜，用于安放主机及工控机及显示器等；最好是有机柜，根据客户而定。
2.1光纤光栅解调仪图2：珏光科技光纤光栅解调仪JPFBG-1100外形珏光科技光纤光栅解调仪网络一体机是结合当今最先进的光纤技术、电脑技术及信号处理技术研发成功的；系统采用模块式设计，方便客户根据不同需求、工程特点配置适合的测量通道、软件功能；系统关键部分没有易损配件，具有可靠性高、使用方便等优点。
产品特点：可靠性高：高度集成，没有可移动的光学组件；检测高效精确：实现绝对测量，检出量为波长信息，检测频率可达到5KHZ/S；波长无需校准，范围可宽至80nm；采用波分复用技术，易于实现分布式测量；信号不受光强影响，抗干扰能力强；波长解调精度为±5pm；分辨率 1pm；机内配有网络数据采集服务器，可以向远处服务器自动更新采集数据，有相应的软件接口可供第三方开发；支持TCP/IP网络设置，系统可以远程设置，易于管理；关键光纤光栅波长解调器件符合美国军方标准MIL-STD-810 《国防部试验方法标准环境工程考虑和实验室试验》；软件易于升级定制：产品还可根据客户实际需要定制软件接口或扩展硬件接口。
2.2光纤光栅应变传感器图3：珏光科技光纤光栅应变传感器JPFBGS-250TH光纤应变传感器是珏光科技自主研发的纤传感器，产品利用紫外光通过掩膜光栅照射到裸光纤上，引起裸光纤纤芯折射率的永久性变化，形成布拉格光栅；在受到温度或应力应变变化时，光栅的栅距同时发生变化，从而精确地测量温度或应变。
该传感器需要抵消温度产生的影响。
产品特点：稳定性好、可靠性高；光栅本身采用切趾技术，中心波长稳定、光栅边模抑制比高；采用无胶封装技术先进，可在300℃下正常工作；灵敏度高，可达 1~ pm/με2.3光纤光栅温度补偿应变传感器图3：珏光科技光纤光栅温度补偿应变传感器JPFBGS-260TH光纤应变传感器是珏光科技自主研发的纤传感器，产品利用紫外光通过掩膜光栅照射到裸光纤上，引起裸光纤纤芯折射率的永久性变化，形成布拉格光栅；在受到温度或应力应变变化时，光栅的栅距同时发生变化，从而精确地测量温度或应变。
内置两个FBG传感器，可以有效地抵消温度对应变的影响。
产品特点：稳定性好、可靠性高；光栅本身采用切趾技术，中心波长稳定、光栅边模抑制比高；采用无胶封装技术先进，可在300℃下正常工作；灵敏度高，可达 1~ pm/με应变测量的计算公式：JPFBGS-260TH的应变计算公式如下：公式中：为传感器系数；本传感器系统为.。
为应变传感器FBG的波长变化为应变传感器FBG的波长初始值为在温度为22℃时的传感器温度灵敏度；为×为温度补偿传感器FBG的波长变化为温度补偿传感器FBG的波长初始值为被测量物的热膨胀系数为传感器的热膨胀系数，为3传感器分布整个系统一共使用82个传感器，每一个应变传感器测量范围为±2000με，其中12个传感器是带温度补偿应变传感器。
实际上相当于94个独立的光纤光栅传感器，每2个传感器之间波长间隔为4ns。
每个通道安装5~8个传感器。
一共需要13个通道。
层号通道传感器个数波长分布4传感器安装4.1钢材料连接1.先用砂纸清洁目标表面。
2.将传感器放置在目标表面上，并用胶纸粘牢传感器两端。
3.使用电焊机，焊接传感器4个固定点。
4.等待几分钟，撕除固定用的胶纸，传感器安装完毕。
4.2混泥土连接1.先用冲击钻打直径8mm的孔，一般4只孔（与应变计的固定孔尺寸匹配）。
2.安装直径6mm的膨胀螺栓，并拧紧。
3.安装传感器。
需要增加图片形象地表示5FBG在线实时监测系统5.1简要说明FBG桥梁在线实时监测系统是珏光科技自主开发的软件系统，它是基于B/S架构的软件系统，集成了Microsoft Silverlight技术、SQL数据库系统， .等最新技术开发的物联网工程管理软件平台，它可以管理多台光纤光栅解调仪。
可以远程查询结果，服务器软件系统自动运行与后台，可自动接收采集仪的数据，对采集的波长值进行物理量计算，对异常的计算结果自动进行报警，并将计算结果以及报警结果保存在数据库中。
通过在线系统查看实时的计算结果，历史结果，报警信息。
可以查看整个系统的传感器部署的拓扑结构。
导出和打印数据。
图4. 软件架构图该系统可以根据客户的需求进行定制，可以扩展如下的功能：1）可以增加CAD技术2）可以实现C/S架构3）可以与视频监控系统无缝连接。
5.2功能说明5.2.1主页以图形化显示各个测点的数值。
如下图：其中左侧应变：传感器发生故障导致无测量结果。
以红色表示。
左侧温度正常，以绿色表示。
图5. 软件界面图5.2.2拓扑结构拓扑结构直观可以显示各个设备的每一个通道布置图，以及每一个通道测点的实时测值。
如下图:当前通道接了2个传感器（左侧温度和左侧应变）。
鼠标放置于左侧温度上面后，可以显示实时结果。
根据报警条件，左侧温度是正常（绿色表示）；而左侧应变发生了报警（红色表示），具体报警信息在[报警信息]中查看。
5.2.3实时数据动态刷新并显示各个传感器最新的物理量数值。
可以到处支持导出和打印。
5.2.4历史数据查询显示各个传感器的历史数值。
支持导出和打印。
根据查询的结果，绘制每一个物理量随时间变化的过程线。
5.2.5报警信息查询显示各个报警信息数据。
如下图：其中前面4个测点，由于数据丢失导致的报警。
最后一个测试测点，温度值过高导致的报警。
5.2.6物理量计算在系统配置的项目设置中，可以对物理量的计算公式进行设置。
在监测系统会自动根据公式，进行物理量的计算。
举例如下：配置温度：配置应变：上面公式中的a，b，c值都可以在配置具体传感器的时候，设定的值。
表示对应的温度计测量的当前波长值, 表示对应的温度计的中心波长值。