一种智慧索监测系统及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及工程结构健康监测技术领域，且公开了一种智慧索监测系统，包括：智慧索体模块，由高钒索或密封索其中一种构成外部承力结构，中心钢丝与光纤光栅智慧筋通过热铸锚工艺耦合，用于感知索体应变并转化为光学信号；信号采集装置，包括光学信号发射装置和接收装置，发射装置向光纤光栅智慧筋定向发射脉冲光源，接收装置获取经光栅折射色散后的多组光束；数据分析平台，通过处理光学信号解算光纤光栅应变。该智慧索监测系统及装置的目的是为了解决现有技术中，人工巡检受限于人力成本和检测频率，单一传感器难以实现多维度数据同步采集，且数据传输延迟高，无法满足工程结构实时安全监控的需求的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及工程结构健康监测，具体为一种智慧索监测系统及装置。

技术介绍

1、索结构在工程领域扮演着举足轻重的角色，是关键的承力部件，在众多大型建筑与桥梁结构中，索结构凭借其独特的力学性能和高效的空间受力特点，承担着主要的荷载传递任务，索结构的健康状况与整体结构的安全性紧密相连，一旦索结构出现损伤，如钢丝锈蚀、索体疲劳断裂等，其承载能力将大幅下降，进而影响整个结构的稳定性，轻微的损伤若未能及时发现与处理，可能会在长期荷载作用下逐渐扩展，最终导致结构破坏，引发严重的安全事故，造成巨大的经济损失和人员伤亡，因此，对索结构进行定期的健康监测与评估，及时发现并修复潜在问题，是保障工程结构安全运行的重要举措。

2、传统索力监测方法主要依赖人工巡检或单一传感器，其数据采集周期长，通常以天或周为单位，难以及时捕捉索体突发损伤，如应力突变、局部断裂，导致结构安全隐患无法在早期被发现，可能引发灾难性事故。

技术实现思路

1、本专利技术的目的是为了解决现有技术中，人工巡检受限于人力成本和检测频率，单一传感器难以实现本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种智慧索监测系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种智慧索监测系统，其特征在于，所述智慧索体模块采用真空热铸锚工艺，将直径0.8-1.2mm、刻栅间距50-100mm的光纤光栅智慧筋嵌入索体中心，浇铸温度控制在480-520℃，使锌铜合金熔液与钢丝、光纤光栅形成冶金结合，光纤光栅智慧筋利用布拉格光栅效应，其波长偏移量Δλ与应变ε满足以下关系式：

3.根据权利要求1所述的一种智慧索监测系统，其特征在于，所述信号采集装置的光学信号发射装置采用窄线宽分布式反馈激光器，线宽≤0.01nm，发射中心波长1550nm、脉冲宽度50-100ns、重复频率1-...

【技术特征摘要】

1.一种智慧索监测系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种智慧索监测系统，其特征在于，所述智慧索体模块采用真空热铸锚工艺，将直径0.8-1.2mm、刻栅间距50-100mm的光纤光栅智慧筋嵌入索体中心，浇铸温度控制在480-520℃，使锌铜合金熔液与钢丝、光纤光栅形成冶金结合，光纤光栅智慧筋利用布拉格光栅效应，其波长偏移量δλ与应变ε满足以下关系式：

3.根据权利要求1所述的一种智慧索监测系统，其特征在于，所述信号采集装置的光学信号发射装置采用窄线宽分布式反馈激光器，线宽≤0.01nm，发射中心波长1550nm、脉冲宽度50-100ns、重复频率1-10khz的脉冲光源，光源经单模光纤耦合至光纤光栅智慧筋，光学信号接收装置包含7通道阵列式光电探测器，接收波长间隔0.1-0.2nm的7组衍射光束，通过采样率≥1mhz的高速adc电路采集光信号，结合基于快速傅里叶变换的光谱解算算法，实现波长偏移量测量精度达1pm。

4.根据权利要求1所述的一种智慧索监测系统，其特征在于，所述数据分析平台的光学信号处理系统基于拉格朗日插值法对7组光束光谱进行拟合，通过对比标准应变-波长数据库解算光纤光栅应变，计算公式为：

5.根据权利要求4所述的一种智慧索监测系统，其特征在于，所述数据分析平台集成lstm-garch混合神经网络模型，网络结构包含3层lstm层与garch波动率层，输入变量为历史索力序列环境温度序列及振动加速度序列输出为未来1小时索力预测值当实测值与预测值满...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚成冲，黄晨光，陈学朋，赵绪华，周子璐，宗辉，罗鹏，罗宗礼，郭奇，罗海星，朱聪，杨娜，杨军，赵跃，熊鼎飞，
申请(专利权)人：中国建筑第四工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：