[实用新型]一种海上风电混凝土浮式基础结构裂缝监测系统

说明书

本实用新型涉及混凝土结构裂缝监测领域，其公开了一种适用于海洋环境、且与防腐涂层能较好适配的海上风电混凝土浮式基础结构裂缝监测系统。该监测系统包括主控机及位于防腐涂层之下粘附于混凝土浮式基础结构上的光电信号收发器阵列和光纤网络；所述光电信号收发器阵列包括在混凝土浮式基础结构表面按照一定位置组合排列的光电信号收发器；所述光纤网络连接光电信号收发器，各个所述光电信号收发器与所述主控机通讯。

技术领域

本实用新型涉及混凝土结构裂缝监测领域，具体涉及一种海上风电混凝土浮式基础结构裂缝监测系统。

背景技术

在海洋环境下的混凝土结构会受到海水中的氯离子、镁离子和硫酸根离子等侵蚀，这些有害离子会通过混凝土孔隙进入到混凝土内部，并与混凝土中的氢氧化钙及水化铝酸钙作用，生成新的盐类物质，这种生成的难溶性盐类物质往往产生较大的体积膨胀，在混凝土孔隙内部产生很大的内应力，长期积累使混凝土出现裂缝。此外，海水中的氯离子也会通过混凝土裂缝渗入混凝土内部，使混凝土中的钢筋表面产生锈蚀，从而严重影响结构的耐久性能，同时危害到整体建筑物的安全。因此，针对海上风电混凝土浮式基础结构的裂缝监测至关重要。

然而，现有技术中出现的针对混凝土结构的损伤监测方案并不能适用于海洋环境，例如，由张奔牛等人提出的“基于压电超声-机敏网格的结构损伤监测系统及方法”，其采用的机敏线为金属线，在海洋环境下极易发生锈蚀造成监测系统失效，并且该监测系统包含复杂的控制电路，复杂控制电路在浮式基础结构表面走线布置会干扰防腐涂层在混凝土表面的附着，导致防腐涂层容易脱落进而加速基础结构的腐蚀。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提出一种适用于海洋环境、且与防腐涂层能较好适配的海上风电混凝土浮式基础结构裂缝监测系统。

本实用新型解决上述技术问题采用的技术方案是：

一种海上风电混凝土浮式基础结构裂缝监测系统，包括主控机及位于防腐涂层之下粘附于混凝土浮式基础结构上的光电信号收发器阵列和光纤网络；所述光电信号收发器阵列包括在混凝土浮式基础结构表面按照一定位置组合排列的光电信号收发器；所述光纤网络连接光电信号收发器，各个所述光电信号收发器与所述主控机通讯。

进一步的，所述光电信号收发器包括光信号发射单元、光信号接收单元、光电信号转换单元和无线电信号发射单元；所述光信号发射单元、光信号接收单元均连接所述光电信号转换单元，所述光电信号转换单元连接所述无线电信号发射单元；光电信号收发器通过所述无线电信号发射单元与所述主控机通讯。

进一步的，所述光电信号收发器采用聚乙烯外壳。

进一步的，所述光电信号收发器在混凝土浮式基础结构表面的组合排列方式包括：

在混凝土浮式基础结构表面建立定位网格，每四个光电信号收发器定位一个定位网格，即每一个定位网格的每个角点处设置有一个光电信号收发器。

进一步的，所述每一个定位网格中均设置有所述光纤网络，所述光纤网络由纵向光纤及横向光纤排布组成，所述纵向与横向光纤的交汇点为光纤网节点；所述光纤网节点处两条光纤中的光信号可以相互交汇并传递，且每个光纤网节点有其独立的编号。

另一方面，基于上述监测系统，本实用新型还提供了一种海上风电混凝土浮式基础结构裂缝监测方法，包括以下步骤：

S1、通过光电信号收发器采集每个光纤网节点中的光信号，并通过无线电信号发送至主控机，进行完整的混凝土结构表面监测坐标系的建立；

S2、通过实时监测每个光纤网节点中是否有光信号，从而判断光纤网中是否产生断裂，若是，则进入步骤S3，否则，返回本步骤；

S3、基于缺失了光信号的光纤网节点，确定出混凝土结构表面裂缝的相关信息，并实时发送给主控机；