聲發(發)射結構健康(kang)監測系統

結構健(jian)康監測是指(zhi)工程結構實施損傷監測(測)和識別，這里(li)所說的損傷包括材料特性的改(gai)變或結構系(xi)統的改變。結(結)構健康監測(測)過程就是使(shi)用傳感器陣列(lie)來獲取損傷信號，通過對這些損(損)傷信號的統(統)計和分析來確定當前結(結)構的健康狀況。聲發射結構健康監測(測)系統就是利用聲發(發)射技術對特(te)種設備、橋梁(liang)等做長期監(監)測的過程，以(yi)達到使特種(種)設備、橋梁等(deng)結構安全運行、延長使(shi)用壽命，避免發生事故(gu)的目的。

聲發射監(監)測流程圖

聲發射監測的(de)優點：

• 結構運(運)行中實現監(監)測
• 監測(測)已知或隱藏(cang)的缺陷并實現定位
• 全天24小(xiao)時(時)監測和(he)預警
• 一個系(xi)統可以(yi)集成(cheng)各種類型的(de)傳感器(qi)
• 定制解決方案(an)

德國Vallen公司聲發射監測系(xi)統主要由多(duo)通道AMSY-6聲發射采集系(xi)統、自(zi)動化管理軟件和云(yun)數據平臺組(組)成。多通道AMSY-6聲發射采集系(xi)統已在其他(ta)資料中有詳細介紹，這里(li)主要介紹自(zi)動化管理軟件和云(yun)數據平臺。

Vallen自動化管理軟件是監測系統中(zhong)的核心軟件(jian)模塊。該軟件(jian)主要可以實現數據采集、數據分(fen)析（可視化）、報警處理、數據通(tong)信(xin)和數據存儲。操作人(ren)員可以自定(ding)義需要完成(cheng)的任務，如傳感器耦(ou)合狀態的驗證、數據存儲和上傳到云(yun)平臺、超過預設(設)門檻的報警(jing)和報警處理(li)方式等。

 德國Vallen公司聲發射監(監)測系統(統)組成示意圖(圖)

云端數據平(ping)臺是德國Vallen公(gong)司新推出的(de)云端訪問平(ping)臺，主要用于(yu)聲發射(she)長期監測的(de)數據查看，用(yong)戶可以在有(you)網絡的任何(he)位置查看監測(測)的數據和結(結)果，真(zhen)正實現了聲發(發)射監測數據的實時性和(he)有效性。

前端(duan)由德國Vallen公司(si)聲發射系統(統)采集數據并(bing)上傳到云服(fu)務器，用(yong)戶通過可自(zi)定義顯示內容的云端數據平臺對數據進行查看(kan)。定義的內容(rong)有聲發射特征(zheng)參數圖，如幅值與時(時)間的經歷圖(圖)、能量與時間(間)的經歷圖和(he)定位(wei)圖等，圖(圖)形形式有柱(zhu)狀圖、點狀圖(圖)、線狀圖等。該平臺(臺)可兼容電腦和智(zhi)能手機，可以*.CSV格式和*.png格式(shi)導出數據。
 

云(yun)端數據平臺(臺)整體布局圖(圖)

 云端數據平(ping)臺局部詳細分布圖

應用案例1：新加(jia)坡港口集裝(裝)箱起重機的(de)長期監測

集(ji)裝箱起重機(機)照片
 

監測系(xi)統示意(yi)圖

任務：利用聲發(發)射系統(統)對港口集裝(裝)箱起重機進(進)行長期監測(測)

目標：由監測(測)結果作為集(ji)裝箱起(qi)重機維修和(he)停用的依據

前(qian)期測試：

• 起重(zhong)機在正常工(gong)作條件下進(進)行監測
• 人造裂紋、斷鉛(鉛)驗證
• 人造裂(lie)紋和斷鉛都(dou)能被檢測到(dao)并準確定位(wei) 
• 成功預報危(wei)險并自動發(發)生報警信息(xi)

 測試結果圖(圖)

成功點(點)：

• 成功監測到(dao)裂紋擴展
• 成(cheng)功對裂紋進行(xing)定位并得到(dao)其他無損檢(檢)測方法的驗證
• 實現全(quan)體24小時監測

應用案例2：德(de)國西南部Gänstorbrücke 橋的監測
 

聲發(發)射(she)橋梁監測(測)示意圖

任務：橋梁鋼筋混(hun)泥土中鋼筋(jin)斷裂的實時監測和(he)自動報警

目前(qian)：全天候監(監)測并自動發(發)出報警信息
 

大(da)型鋼筋混凝(ning)土結構實驗室(shi)測試
 

鋼筋混泥土(tu)彎曲試驗

 
現場測試圖（為傳感器的布置(zhi)提供依據）
 

現(現)場布置示意(yi)圖 

云數據平(ping)臺結果顯示(shi)界面
 

溫度(du)顯示圖
 

 
能量(liang)與通道分(fen)布圖

幅度與(與)時間圖
 

定位圖
 

定位圖中(zhong)的能量顯示 

應用案例3：高速(su)公路橋金屬部分的(de)監測

任務：高(gao)速公路橋金(jin)屬部分的監(監)測

目標：提前(qian)預警危險區(區)域，避免不(bu)必要的道路封閉

成功點：成功監測到(dao)裂紋并得到(dao)驗證

高速公(gong)路橋金屬部(bu)分監測現場圖