[发明专利]一种岸边集装箱装卸桥结构健康监测与安全预警方法

权利要求书

1.一种岸边集装箱装卸桥结构健康监测与安全预警方法，其特征在于，所述方法包括：

A、优化传感器布点位置，确定光纤光栅传感器布置位置及数量；

B、根据材料的许用应力和使用年限，确定岸边集装箱装卸桥主金属结构各个应力集中点的预警阈值和报警阈值；

C、对焊接在岸边集装箱装卸桥主金属结构表面的光纤光栅传感器组成传感网络，并实时采集岸边集装箱装卸桥主金属结构健康参数的光信号；

D、将采集到的光信号转换为电信号，读取传感器信号信息并进行计算；

E、将步骤D计算后的数据与步骤B设定的阈值进行比较，判定是否发送预警或报警信息。

2.根据权利要求1所述的岸边集装箱装卸桥结构健康监测与安全预警方法，其特征在于，所述步骤A和步骤B中：

传感器布点位置通过有限元计算结果进行优化；

应力集中点的预警阈值和报警阈值通过材料力学计算得到。

3.根据权利要求1所述的岸边集装箱装卸桥结构健康监测与安全预警方法，其特征在于，光纤光栅传感器采集的光信号参数包括岸边集装箱装卸桥主金属结构的应力、应变、温度和加速度结构健康参数。

4.根据权利要求1所述的岸边集装箱装卸桥结构健康监测与安全预警方法，其特征在于，所述步骤D具体包括：由光纤光栅传感器解调仪将采集到的光信号解调成电信号传输到PCI串口，由软件系统平台读取传感器信息并进行计算。

5.根据权利要求1所述的岸边集装箱装卸桥结构健康监测与安全预警方法，其特征在于，所述步骤E具体包括：所述计算后的数据超过设定的阈值，则发送报警信号。

6.根据权利要求4所述的岸边集装箱装卸桥结构健康监测与安全预警方法，其特征在于，采集的温度信号用以为温度传感器进行温度补偿，光纤光栅温度传感器的一次性拟合公式、因载荷变化而引起的载荷变化计算公式为：

T＝M(λ-λ₀)+T₀                  (1)

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

公式(1)为光纤光栅温度传感器的一次线性拟合公式，式中，M(℃/nm)为温度系数,λ(nm)为光波当前波长，λ₀一般取T₀＝0℃的波长，温度传感器在T₀温度下的波长为λ；公式(2)为因载荷变化引起的应变计算公式，N为应变计的应变系数(μξ/nm)；B为传感器修正系数(μξ/nm)；λ₁为应变光纤当前的波长值(nm)；λ₀为应变光纤初始的波长值(nm)；λ_t1为温补光纤当前的波长值(nm)；λ_t0为温补光纤初始的波长值(nm)；α(μξ/℃)为被测物体热膨胀系数ΔT＝100×(λ_t1-λ_t0)，单位取℃。