[發明專利]一種岸邊集裝箱裝卸橋結構健康監測與安全預警方法

在審

• 申請號: 201410487079.5
• 申請日: 2014-09-22
• 公開（公告）號: CN104192722A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 黃國健;劉濟科;呂中榮;陳衍茂;汪巍巍;王新華
• 申請（專利權）人: 中山大學;廣州特種機電設備檢測研究院
• 主分類號: B66C15/06
• 分類號: B66C15/06;B66C13/16
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 王澤云

1.一種岸邊集裝箱裝卸橋結構健康監測與安全預警方法，其特征在于，所述方法包括：

A、優化傳感器布點位置，確定光纖光柵傳感器布置位置及數量；

B、根據材料的許用應力和使用年限，確定岸邊集裝箱裝卸橋主金屬結構各個應力集中點的預警閾值和報警閾值；

C、對焊接在岸邊集裝箱裝卸橋主金屬結構表面的光纖光柵傳感器組成傳感網絡，并實時采集岸邊集裝箱裝卸橋主金屬結構健康參數的光信號；

D、將采集到的光信號轉換為電信號，讀取傳感器信號信息并進行計算；

E、將步驟D計算后的數據與步驟B設定的閾值進行比較，判定是否發送預警或報警信息。

2.根據權利要求1所述的岸邊集裝箱裝卸橋結構健康監測與安全預警方法，其特征在于，所述步驟A和步驟B中：

傳感器布點位置通過有限元計算結果進行優化；

應力集中點的預警閾值和報警閾值通過材料力學計算得到。

3.根據權利要求1所述的岸邊集裝箱裝卸橋結構健康監測與安全預警方法，其特征在于，光纖光柵傳感器采集的光信號參數包括岸邊集裝箱裝卸橋主金屬結構的應力、應變、溫度和加速度結構健康參數。

4.根據權利要求1所述的岸邊集裝箱裝卸橋結構健康監測與安全預警方法，其特征在于，所述步驟D具體包括：由光纖光柵傳感器解調儀將采集到的光信號解調成電信號傳輸到PCI串口，由軟件系統平臺讀取傳感器信息并進行計算。

5.根據權利要求1所述的岸邊集裝箱裝卸橋結構健康監測與安全預警方法，其特征在于，所述步驟E具體包括：所述計算后的數據超過設定的閾值，則發送報警信號。

6.根據權利要求4所述的岸邊集裝箱裝卸橋結構健康監測與安全預警方法，其特征在于，采集的溫度信號用以為溫度傳感器進行溫度補償，光纖光柵溫度傳感器的一次性擬合公式、因載荷變化而引起的載荷變化計算公式為：

T＝M(λ-λ₀)+T₀??????????????????(1)

ξ＝N(λ₁-λ₀)+B(λ_t1-λ_t0)-α·ΔT??????????????(2)

公式(1)為光纖光柵溫度傳感器的一次線性擬合公式，式中，M(℃/nm)為溫度系數,λ(nm)為光波當前波長，λ₀一般取T₀＝0℃的波長，溫度傳感器在T₀溫度下的波長為λ；公式(2)為因載荷變化引起的應變計算公式，N為應變計的應變系數(μξ/nm)；B為傳感器修正系數(μξ/nm)；λ₁為應變光纖當前的波長值(nm)；λ₀為應變光纖初始的波長值(nm)；λ_t1為溫補光纖當前的波長值(nm)；λ_t0為溫補光纖初始的波長值(nm)；α(μξ/℃)為被測物體熱膨脹系數ΔT＝100×(λ_t1-λ_t0)，單位取℃。