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一項與光纖傳感器應用相關的國家重點研發項目啟動

儀表研發 2019年10月11日 14:04:44 來源:傳感器專家網人氣:19593
  【儀表網 儀表研發】10月10日,一項專門解決城市地下基礎設施運行安全問題的國家重點研發項目在武漢啟動。該項目計劃引入光纖傳感器,以實現對地鐵區間隧道等城市地下基礎設施進行綜合監測、提前預警的目的。
 
該項目將在城市地下基礎設施監測領域進行重點攻關,資料圖
 
  據了解,該項目名為《城市地下基礎設施運行綜合監測關鍵技術研究與示范》,由中鐵第四勘察設計院集團有限公司牽頭,聯合華中科技大學、武漢大學等14家單位實現產學研用聯合攻關與示范應用。
 
  城市地下基礎設施包括地鐵隧道區間、地下綜合體、地下綜合管廊等。這些設施都存在發生水災、火災、地下結構體變形、滲漏水、開裂等災害風險。例如,運行中的地鐵突受異物撞擊,地下管廊遭遇水漫金山的情況等。如何預防這些可能發生的地下災難呢?
 
  據鐵四院設備處總工程師邱紹峰介紹,目前,國內的監測手段主要是利用傳感器技術對各個領域單獨監測,例如,水災,火災等都是分開監測,且以事后處置為主,難以實現城市安全、高效綜合管理。
 
城市地鐵隧道,資料圖
 
  比如,傳統地鐵安全監測方式包括全站儀、水準儀、電類點式傳感器以及人工巡檢等方式,人為干擾因素較大。因此,傳統安全監測方法已無法有效滿足地鐵安全監測的需求,同時地鐵工況條件復雜,急需一種穩定性好、可靠性高、實時性強、抗電磁干擾的監測方法。
 
  邱紹峰說,該項目擬構建一個全新的城市地下基礎設施綜合監測體系,一旦地下基礎設施出現異常,可及時預警、實時監測并提供科學決策。這就相當于給地下基礎設施附上了一層靈敏的神經感知系統,沒有生命的基礎設施也可以有感知、傳輸信息,從而提供智慧的綜合決策。
 
  為此,該項目擬引入光纖傳感器,以實現24小時不間斷的監測,感知到人眼看不到的微小變化,提前預警。以地鐵區間隧道為例,將光纖傳感器布置在隧道內,隧道發生的形變、沉降等細微變化都會被監測到。另按目標計劃,3年后,系列成果將在深圳、武漢、南京等大都市率先示范并應用。
 
  光纖傳感器技術及應用簡介
 
  光纖傳感技術是一種新型傳感器技術,作為近年來勢頭正猛的科技新貴,光纖傳感器可通過光的反射、折射和吸收效應,光學多普勒效應、聲光、電光、磁光和彈光效應等,使光波的振幅、相位、偏振態和波長等參量直接或間接地發生變化,因而可將光纖作為敏感元件來探測各種物理量。
 
隧洞沉降監測應用中的光纖傳感器,資料圖
 
  目前,憑借極高的靈敏度和精度、抗電磁干擾、高絕緣強度、耐腐蝕、能與數字通信系統兼容等優點,光纖傳感器已被廣泛應用于電網系統、道路監控、軌道交通、食品安全等領域。
 
  在道路安全領域,把光纖傳感系統埋入水泥結構形成能夠感知應力和斷裂損傷的能力,例如,利用張力傳感器可監測隧道易發生塌方的局部的變形情況,這些信息可與互聯網相結合,實現對這些基礎設施的長期穩定的實時監測,減少事故的發生。
 
  此外,在軌道交通領域,光纖傳感器也可用于收集列車的運行狀態信息、高速綜合檢測列車、鋼軌探傷、軌道狀態遠程監測、室內外環境綜合傳感等應用。
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