大型浮吊臂架光纖光柵實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究的中期報(bào)告

大型浮吊臂架光纖光柵實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究的中期報(bào)告中期報(bào)告一、課題研究背景大型浮吊臂架作為船舶裝卸工具，具有承載大、操作性好、可適應(yīng)不同船舶型號(hào)、適用于不同海況等特點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于海洋工程和船舶作業(yè)中。然而，在實(shí)際操作中，大型浮吊臂架常常會(huì)遭受各種各樣的負(fù)荷和振動(dòng)，例如海浪、風(fēng)浪、船舶的積重、吊裝錨鏈等，這些都可能影響吊臂的安全性、穩(wěn)定性和使用壽命。為了保障大型浮吊臂架的安全和可靠性，需要對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和狀態(tài)評(píng)估。光纖光柵技術(shù)具有靈敏、高精度、實(shí)時(shí)性好等特點(diǎn)，適用于海洋工程領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)和健康評(píng)估。本課題針對(duì)大型浮吊臂架的實(shí)際應(yīng)用需求，旨在開(kāi)發(fā)一種基于光纖光柵技術(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)吊臂的形變、應(yīng)力、振動(dòng)等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和評(píng)估結(jié)果，以保障吊臂的安全和可靠性。二、研究?jī)?nèi)容及進(jìn)展情況本課題主要研究?jī)?nèi)容為：基于光纖光柵技術(shù)開(kāi)發(fā)大型浮吊臂架的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。具體研究?jī)?nèi)容包括：1.系統(tǒng)設(shè)計(jì)：對(duì)大型浮吊臂架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)光纖光柵傳感器布置方案和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。2.光纖光柵傳感器研制：根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求，研制能夠滿足大型浮吊臂架實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)要求的光纖光柵傳感器，包括形變傳感器、應(yīng)力傳感器和振動(dòng)傳感器等。3.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)研制：設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集器和信號(hào)處理軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)吊臂形變、應(yīng)力和振動(dòng)等參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。4.系統(tǒng)集成：將光纖光柵傳感器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行集成，對(duì)集成后的系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證。本階段主要完成了系統(tǒng)設(shè)計(jì)和光纖光柵傳感器的研制。根據(jù)大型浮吊臂架的特點(diǎn)，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種光纖光柵傳感器的布置方案，將傳感器安裝在吊臂的各主要部位，包括：吊臂根部、吊臂中間、吊臂末端和吊鉤等位置。研制的光纖光柵傳感器包括單點(diǎn)形變傳感器、多點(diǎn)形變傳感器、應(yīng)力傳感器和振動(dòng)傳感器等多種類(lèi)型，能夠滿足吊臂各部位的監(jiān)測(cè)需求。此外，我們還設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)采集器和信號(hào)處理軟件，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)光纖光柵傳感器數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和處理，以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和傳輸。目前，我們已經(jīng)完成了光纖光柵傳感器的研制，正在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研制工作。三、下一步研究計(jì)劃在本課題的下一階段，我們將完成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研制和系統(tǒng)集成工作。具體研究計(jì)劃如下：1.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研制：設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集器的硬件和軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)光纖光柵傳感器數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、處理和存儲(chǔ)，以及對(duì)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸和分析。2.系統(tǒng)集成：將光纖光柵傳感器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行集成，建立吊臂的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。對(duì)集成后的系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證，進(jìn)一步完善系統(tǒng)的功能和性能。3.系統(tǒng)應(yīng)用：將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用于大型浮吊臂架，實(shí)現(xiàn)對(duì)吊臂的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和狀態(tài)評(píng)估。通過(guò)對(duì)實(shí)際數(shù)據(jù)的分析，提供吊臂安全評(píng)估和預(yù)警，從而保障吊臂的安全和可靠性。四、參考文獻(xiàn)[1]王楠,劉雪峰.基于光纖光柵技術(shù)的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J].中國(guó)測(cè)試技術(shù),2017(5):48-50.[2]馬建華,薛青.光纖光柵傳感器原理及應(yīng)用[J].光通信技術(shù),2018(6):77-81.[3]王立