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        聲發射結構健康監測系統

        結構健康監測是指工程結構實施損傷監測和識別,這里所說的損傷包括材料特性的改變或結構系統的改變。結構健康監測過程就是使用傳感器陣列來獲取損傷信號,通過對這些損傷信號的統計和分析來確定當前結構的健康狀況。聲發射結構健康監測系統就是利用聲發射技術對特種設備、橋梁等做長期監測的過程,以達到使特種設備、橋梁等結構安全運行、延長使用壽命,避免發生事故的目的。
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        結構健康監測是指工程結構實施損傷監測和識別,這里所說的損傷包括材料特性的改變或結構系統的改變。結構健康監測過程就是使用傳感器陣列來獲取損傷信號,通過對這些損傷信號的統計和分析來確定當前結構的健康狀況。聲發射結構健康監測系統就是利用聲發射技術對特種設備、橋梁等做長期監測的過程,以達到使特種設備、橋梁等結構安全運行、延長使用壽命,避免發生事故的目的。

         


        聲發射監測流程圖

         

        聲發射監測的優點:

        • 結構運行中實現監測
        • 監測已知或隱藏的缺陷并實現定位
        • 全天24小時監測和預警
        • 一個系統可以集成各種類型的傳感器
        • 定制解決方案

        德國Vallen公司聲發射監測系統主要由多通道AMSY-6聲發射采集系統、自動化管理軟件和云數據平臺組成。多通道AMSY-6聲發射采集系統已在其他資料中有詳細介紹,這里主要介紹自動化管理軟件和云數據平臺。

        Vallen自動化管理軟件是監測系統中的核心軟件模塊。該軟件主要可以實現數據采集、數據分析(可視化)、報警處理、數據通信和數據存儲。操作人員可以自定義需要完成的任務,如傳感器耦合狀態的驗證、數據存儲和上傳到云平臺、超過預設門檻的報警和報警處理方式等。

         


         德國Vallen公司聲發射監測系統組成示意圖

         

        云端數據平臺是德國Vallen公司新推出的云端訪問平臺,主要用于聲發射長期監測的數據查看,用戶可以在有網絡的任何位置查看監測的數據和結果,真正實現了聲發射監測數據的實時性和有效性。

        前端由德國Vallen公司聲發射系統采集數據并上傳到云服務器,用戶通過可自定義顯示內容的云端數據平臺對數據進行查看。定義的內容有聲發射特征參數圖,如幅值與時間的經歷圖、能量與時間的經歷圖和定位圖等,圖形形式有柱狀圖、點狀圖、線狀圖等。該平臺可兼容電腦和智能手機,可以*.CSV格式和*.png格式導出數據。
         

        云端數據平臺整體布局圖

         


         云端數據平臺局部詳細分布圖

         

        應用案例1:新加坡港口集裝箱起重機的長期監測

         

        集裝箱起重機照片
         

        監測系統示意圖

         

        任務:利用聲發射系統對港口集裝箱起重機進行長期監測

        目標:由監測結果作為集裝箱起重機維修和停用的依據

        前期測試:

        • 起重機在正常工作條件下進行監測
        • 人造裂紋、斷鉛驗證
        • 人造裂紋和斷鉛都能被檢測到并準確定位 
        • 成功預報危險并自動發生報警信息

         

         

         測試結果圖

         

        成功點:

        • 成功監測到裂紋擴展
        • 成功對裂紋進行定位并得到其他無損檢測方法的驗證
        • 實現全體24小時監測

        應用案例2:德國西南部Gänstorbrücke 橋的監測
         


        聲發射橋梁監測示意圖

         

        任務:橋梁鋼筋混泥土中鋼筋斷裂的實時監測和自動報警

        目前:全天候監測并自動發出報警信息
         


        大型鋼筋混凝土結構實驗室測試
         


        鋼筋混泥土彎曲試驗

         

         
        現場測試圖(為傳感器的布置提供依據)
         


        現場布置示意圖 

         


        云數據平臺結果顯示界面
         


        溫度顯示圖
         

         
        能量與通道分布圖

         


        幅度與時間圖
         


        定位圖
         


        定位圖中的能量顯示 

         

        應用案例3:高速公路橋金屬部分的監測

        任務:高速公路橋金屬部分的監測

        目標:提前預警危險區域,避免不必要的道路封閉

        成功點:成功監測到裂紋并得到驗證

         

         


        高速公路橋金屬部分監測現場圖

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        未找到相應參數組,請于后臺屬性模板中添加

         

        序號

        名稱

        說明

        序號

        名稱

        說明

        1

        AMSY-6聲發射采集系統

        包括主機箱、采集卡、聲發射傳感器、采集軟件、計算機等。

        4

        其他傳感器

        溫度、風速等。

        2

        遠程控制軟件

        遠程讀取和顯示采集數據。

        5

        配套的電源和防護設施

        不可間斷的電源、AMSY-6聲發射采集系統的防護設施。

        3

        服務器

        存儲數據。

        6

        隨機資料

        1份

        注:該系統一般為定制產品,配置清單因項目會有所不同。

        聲發射結構健康監測系統視頻:

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