聲發(fā)射結構健康監(jiān)測系統(tǒng)
結構健康監(jiān)測是指工程結構實施損傷監(jiān)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(tǒng)的改變。結構健康監(jiān)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(tǒng)計和分析來確定當前結構的健康狀況。聲發(fā)射結構健康監(jiān)測系統(tǒng)就是利用聲發(fā)射技術對特種設備、橋梁等做長期監(jiān)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(fā)生事故的目的。
聲發(fā)射監(jiān)測流程圖
聲發(fā)射監(jiān)測的優(yōu)點：
- 結構運行中實現(xiàn)監(jiān)測
- 監(jiān)測已知或隱藏的缺陷并實現(xiàn)定位
- 全天24小時監(jiān)測和預警
- 一個系統(tǒng)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(fā)射監(jiān)測系統(tǒng)主要由多通道AMSY-6聲發(fā)射采集系統(tǒng)、自動化管理軟件和云數(shù)據(jù)平臺組成。多通道AMSY-6聲發(fā)射采集系統(tǒng)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(shù)據(jù)平臺。
Vallen自動化管理軟件是監(jiān)測系統(tǒng)中的核心軟件模塊。該軟件主要可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析（可視化）、報警處理、數(shù)據(jù)通信和數(shù)據(jù)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(tài)的驗證、數(shù)據(jù)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(fā)射監(jiān)測系統(tǒng)組成示意圖
云端數(shù)據(jù)平臺是德國Vallen公司新推出的云端訪問平臺，主要用于聲發(fā)射長期監(jiān)測的數(shù)據(jù)查看，用戶可以在有網(wǎng)絡的任何位置查看監(jiān)測的數(shù)據(jù)和結果，真正實現(xiàn)了聲發(fā)射監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時性和有效性。
前端由德國Vallen公司聲發(fā)射系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)并上傳到云服務器，用戶通過可自定義顯示內容的云端數(shù)據(jù)平臺對數(shù)據(jù)進行查看。定義的內容有聲發(fā)射特征參數(shù)圖，如幅值與時間的經(jīng)歷圖、能量與時間的經(jīng)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(shù)據(jù)。
云端數(shù)據(jù)平臺整體布局圖
云端數(shù)據(jù)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(jiān)測
集裝箱起重機照片
監(jiān)測系統(tǒng)示意圖
任務：利用聲發(fā)射系統(tǒng)對港口集裝箱起重機進行長期監(jiān)測
目標：由監(jiān)測結果作為集裝箱起重機維修和停用的依據(jù)
前期測試：
- 起重機在正常工作條件下進行監(jiān)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(fā)生報警信息
測試結果圖
成功點：
- 成功監(jiān)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(xiàn)全體24小時監(jiān)測
應用案例2：德國西南部Gänstorbrücke 橋的監(jiān)測
聲發(fā)射橋梁監(jiān)測示意圖
任務：橋梁鋼筋混泥土中鋼筋斷裂的實時監(jiān)測和自動報警
目前：全天候監(jiān)測并自動發(fā)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(xiàn)場測試圖（為傳感器的布置提供依據(jù)）
現(xiàn)場布置示意圖
云數(shù)據(jù)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(jiān)測
任務：高速公路橋金屬部分的監(jiān)測
目標：提前預警危險區(qū)域，避免不必要的道路封閉
成功點：成功監(jiān)測到裂紋并得到驗證
高速公路橋金屬部分監(jiān)測現(xiàn)場圖
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