OFDR用于橋梁健康監(jiān)測

中國現(xiàn)代橋梁總數(shù)超過100萬座，橋梁建設一日千里。近年來全國橋梁事故頻繁發(fā)生，造成了巨大的經(jīng)濟損失和社會負面影響，橋梁安全監(jiān)測日益受到關注。

通常一座橋梁上分布有幾十類、上千傳感器，用于監(jiān)測橋梁的索力、應變、傾角、位移、撓度、加速度、溫濕度等。相對于傳統(tǒng)監(jiān)測手段，分布式光纖傳感技術可以在一根光纖上獲得成千上萬傳感點的同時測量，不僅可以實時監(jiān)測橋梁各部分的應變、溫度和形變，還能以mm級精度準確定位故障位置，具有明顯優(yōu)勢。
圖1 橋梁圖昊衡科技借助橋梁模型，使用OFDR分布式光纖傳感技術，向大家演示橋梁各個位置處的應變測量，并且結合公司新開發(fā)的三維重構軟件，將橋梁實時監(jiān)測的應變結果可視化顯示。

圖2 斜拉橋模型

我們在斜拉橋實物模型的兩側布設緊護套光纖替代拉索，用于監(jiān)測拉索應變；在橋梁底部布設兩段光纖，用于監(jiān)測車輛載荷。使用的監(jiān)測設備是OSI 高精度分布式光纖傳感系統(tǒng)，它的原理基于OFDR光頻域反射技術，最高空間分辨率1mm，重復精度高達：±1με。

圖3 OSI 高精度分布式光纖傳感系統(tǒng)

按壓橋梁進行加載測試，按壓不同位置，軟件實時顯示并準確定位。軟件中綠色部分表示零應變、無加載狀態(tài)，藍色部分表示正應變、拉伸狀態(tài)，紅色部分表示正應變、拉伸狀態(tài)。圖中顯示是兩塔頂向內傾斜時的應變分布，內側拉索收縮為負應變，外側拉索拉伸為正應變。

圖4 橋梁三維應變場實時重構