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南大教授发明大型工程24小时监测设备

发布时间:2021年10月10日    点击:[1]人次

南大教授发明大型工程24小时监测设备

近年来,“楼歪歪”“楼脆脆”“桥糊糊”等网络上陆续暴露出的问题工程让人担忧。如何防范于未然,及早发现问题工程,排除安全隐患,确保国家和人民生命财产的安全显得越来越重要。

南京大学工程管理学院张旭苹教授发明的最新技术“基于布里渊效应的连续分布式光纤传感技术”,日前通过了教育部组织的专家鉴定会。该发明可为大型工程配备24小时“私人医生”。

物联网“触角”24小时连续感应

张旭苹教授的“连续分布式光纤传感技术”属于目前最热门的“物联网概念”。可以将任何一项大型建筑工程与互联网连接起来,通过温度和应力的检测,24小时监测工程的“健康状况”,稍有异常就及时报警,且能精确定位隐患部位。

她介绍,目前我国拥有的光纤传感技术主要是“点式”的,而她的技术是“连续式”的。“点式”传感器通过点的反应进行监测,存在造价高、感应分布分散、不敏感等问题。

张旭苹的“分布式光纤传感技术”就弥补了这些缺陷,并具有6大优点:光纤体小质轻。她说,“一根比头发丝还细”,易埋入,可以毫无障碍地植入工程中,适合用于复杂结构工程;灵敏度高,监测反映连续、快速,能够及时发现工程“病情”;耐腐蚀;抗电磁干扰,如天然气监测要求就明确不能带电带火,而光纤是绝缘体;传输频带宽;全分布式测量,传感与传输一体,易组网,形成全方位网络,尤其适合大型工程;维护费用低,经济实惠。

张旭苹说,国外前几年就已出现分布式光纤传感的技术,但是由于造价高,技术难度大,且涉及国外专利等棘手问题,令国内对该技术望而却步。此次张旭苹的发明则填补了国内空白,类似设备不仅成本仅为国外设备的五分之一,而且比国外设备更为先进,尤其在实时性和分辨率方面较国外类似技术有所突破。

即时检测“私人医生”会预警

张旭苹说,建筑工程好比人每年做全面的身体检查,如果查出的毛病比较严重,已经到了晚期,治疗就较为困难。但如果有个灵敏度很高的健康监测仪器安装在身上,各项指标一有异常就及时报警,进行诊治,那么很多慢性病和不治之症都可避免。

现在我国对建筑工程的检测基本是年检、半年检,或者采用“点式”监测的办法,费时费力,且效果不佳。基础设施安全状况的重要性众所周知,一旦出现问题后果不堪设想。如我国雪灾造成大量电力设备破坏和铁路中断,近期戴高乐机场的临时关闭等,都为我们生活带来了极大不便。因此,我们必须将工程安全状况保持在人的可控范围内,并且努力缩短抢修时间和成本。如果能在基础工程内部设置一个贴身小闹钟,将整个工程都设置在闹钟的感知范围内,出现问题就报警,那么老百姓就安心多了。

张旭苹的“连续分布式光纤传感技术”就可充当大型工程的贴身闹钟。该技术最先于2004年应用于海底光缆的故障定位。海底光缆出现故障,将导致国际互联网的瘫痪,如去年台湾大地震导致的海底光缆断裂,就使得国内与国际之间多条网络中断,造成了巨大的经济损失,给工作生活带来了极大不便。该技术可大大缩短海缆故障的诊断时间,提高海缆故障点的定位准确度,使海缆造成的损失降低到最大限度。

在海底光缆的施工和日常维护过程中,及时监测受力状况也十分必要。由于海底工作环境的复杂性和海底光缆设备过于庞大,“连续分布式光纤传感技术”便有了用武之地。

近两年来,该项技术在国外推进极其迅速,应用越来越多。在国内也已逐渐开始得到应用。如我们熟悉的苏通大桥,南京玄武湖隧道、动车组防护栅栏等,都埋入了光纤,只要通过张旭苹研发的感应设备,就能随时掌握这些建筑工程的“健康资料”。通过推广应用,为每项工程配备24小时健康“私人医生”,将不再是一个遥远的梦想。

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