光纤光栅传感技术对于水轮机进行结构健康监测的应用

水电是主要的可再生能源之一,已被许多国家广泛采用。水轮机是水力发电厂的关键部件,可将水流能转化为机械能来驱动发电机。然而,水轮机的运行受到各种结构健康问题的影响,这些问题可能会影响其效率和安全性,因此,水轮机的结构健康监测(SHM)在水电行业变得越来越重要。本文将探讨光纤光栅传感技术原理,以及北京大成永盛科技有限公司如何助力水力发电行业中的水轮机结构健康监测( SHM)。

光纤布拉格光栅传感原理:

光纤布拉格光栅 (FBG) 传感技术基于波长编码传感原理。FBG 是一种光纤,由于其折射率的周期性变化而可以反射特定波长的光。通过使用光纤光栅解调仪测量反射光的波长,可以检测温度、应变和压力等物理参数的变化。北京大成永盛科技有限公司生产的光纤光栅传感器,就是基于这个原理。

点击下方更详细地了解:

光纤光栅传感技术原理-FBG温度应变应力形状角度振动补偿原理-基本工作原理详解

水电行业水轮机常见的结构健康问题:

水轮机会遇到各种结构健康问题,例如疲劳开裂、材料退化、气蚀和振动引起的损坏。 这些问题可能导致涡轮机的效率和输出降低,甚至导致灾难性故障。北京大成永盛科技有限公司生产的光纤光栅传感器,能够实现灵敏的监测。

北诺®大量程光纤光栅应变传感器(FBG应变计)实物图——单端型长度1米­­

为什么要对水电行业的水轮机进行结构健康监测:

水轮机的 SHM 对于确保其安全高效运行至关重要。通过监测水轮机的结构健康状况,运营商可以检测到损坏的早期迹象,评估损坏的严重程度,并相应地计划维护和维修活动。此外,SHM 还可以通过提供有关水轮机性能和可靠性的宝贵反馈,帮助改进水轮机的设计和运行。北京大成永盛科技有限公司生产的光纤光栅传感器,能够实现灵敏的监测。

北诺®毛细®无缝钢管 单端光纤光栅应变传感器(FBG应变计)实物图­­

水电行业水轮机结构健康监测难点:

由于多种因素,水轮机的 SHM 具有挑战性。首先,水轮机的恶劣运行环境,包括高压、高温和高振动水平,使得传感系统的安装和维护变得困难。其次,水轮机的复杂几何形状和材料需要定制的传感解决方案,以适应不同的测量位置和条件。最后,水电站的大规模和分布式特性使得收集和分析传感系统生成的大量数据具有挑战性。北京大成永盛科技有限公司生产的光纤光栅传感器,能够实现灵敏的监测,并适用于各种恶劣环境。

光纤光栅传感技术可以解决哪些问题:

FBG 传感技术可以解决水轮机 SHM 面临的一些挑战。首先,FBG 传感器体积小,可以很容易地嵌入到水轮机结构中,最大限度地减少对其性能的影响。其次,FBG 传感器灵敏度高,可以同时测量多个物理参数,提供有关水轮机结构健康的综合信息。最后,FBG传感器可以联网形成一个分布式传感系统,可以覆盖大面积并实时检测损伤传播。最后,FBG 传感器不受电磁干扰,使其适用于水轮机的恶劣环境。北京大成永盛科技有限公司是光纤光栅传感器的专业厂家,能为客户提供最适合的产品及解决方案。

推荐采用的光纤光栅应变传感器:

6000με光纤光栅应变传感器 - 布拉格FBG应变计 - 高分子材料封装 - 金属保护应变传感器 - 量程6000με/8000με

该产品为高分子材料+无缝钢管封装的光纤光栅应变传感器(FBG应变计,用于应变测量),标准量程6000με。多数情况下为单点单端结构,或生产为多点单端结构,少数情况下也可以是双端式结构。该产品的布放方式取决于配套卡具,可直接插入被测物使用,也可以配合相应卡具做表面焊接安装、打孔螺栓固定安装、胶粘表贴安装、扎带绑扎固定安装、卡箍固定安装等多种安装固定方法。该产品为基础结构产品,可标定为光纤光栅位移传感器,或计算为光纤光栅应力传感器。

产品概述:

北诺®6000με光纤光栅应变传感器(FBG应变计)由光纤接头(FC、SC、LC、ST等)、高弹材料和单点光纤光栅(FBG)封装组成。根据所用材料不同,可工作在常温或最高150度高温(按需定制)。

该产品具有体积小、重量轻、高抗拉、高抗压、防水防潮、全密封等特点。利用布拉格光栅(FBG)的应变特性,可将本传感器插入、焊接、表贴、胶粘到被测结构体内部或表面进行应变的检测和监测。

2500με光纤光栅应变传感器 - 布拉格FBG应变计 - 全金属封装 - 耐高温低温应变传感器

该产品为合金管封装的光纤光栅应变传感器(FBG应变计,用于应变测量),标准量程2500με。多数情况下为单点单端结构,或生产为多点单端结构,少数情况下也可以是双端式结构。该产品的布放方式取决于配套卡具,可直接插入被测物使用,也可以配合相应卡具做表面焊接安装、打孔螺栓固定安装、胶粘表贴安装、扎带绑扎固定安装、卡箍固定安装等多种安装固定方法。该产品为基础结构产品,可标定为光纤光栅位移传感器,或计算为光纤光栅应力传感器。

产品概述:

北诺®毛细®2500με光纤光栅应变传感器(FBG应变计)由光纤接头(FC、SC、LC、ST等)、不锈钢无缝钢管和单点/多点光纤光栅(FBG)封装组成。

该产品具有体积小、重量轻、高抗拉、高抗压、防水防潮、全密封等特点。利用布拉格光栅(FBG)的应变特性,可将本传感器探入、卡入、表贴、胶粘或埋入到被测结构体内进行应变的检测和监测。

还可以定制为耐高温光纤光栅应变传感器。

北京大成永盛科技有限公司:

北京大成永盛科技有限公司是光纤光栅传感器、光纤光栅解调仪、系统软件的专业制造商。专业生产各种光纤光栅传感器,包括温度、应变、应力、位移、振动、形状传感器等。大成永盛还生产光纤光栅解调仪,并可定制和开发相关应用软件。

推荐使用的光纤光栅解调仪:

光纤光栅解调仪 - 高速高频FBG分析仪 - 光纤光栅传感主机

本产品为北京大成永盛科技有限公司配套高速高频光纤光栅解调仪;该光纤光栅解调仪适配大成永盛各种规格型号光纤光栅传感器(温度、应力、应变FBG sensor),具有端口密度可调(1、2、4、8、12、16通道),高速高刷新频率等特点;产品软硬件均为国产,管理系统安全可控。

北京大成永盛科技有限公司助力水力发电行业中的水轮机结构健康监测:

凭借北京大成永盛科技有限公司先进的技术、丰富的经验和定制化的解决方案,能够帮助水电行业解决水轮机结构健康监测中的一些问题,提高水电运行的安全性、效率和可持续性。

大成永盛光纤光栅传感监测系统框图

其它与综述:

综上所述,光纤光栅传感技术在水电行业水轮机结构健康监测方面显示出巨大潜力。凭借其高精度、灵敏性和可靠性,可以实时远程检测和诊断疲劳、开裂、变形、错位等各类结构健康问题。与传统传感技术相比,光纤光栅传感技术具有体积小、重量轻、安装方便、维护成本低等优点,更适用于水电行业恶劣的动态环境。

随着对清洁和可再生能源需求的增加,水电行业将在全球能源结构中发挥更重要的作用。北京大成永盛科技有限公司是光纤光栅传感器、光纤光栅解调仪、系统软件的专业制造商,凭借我们先进的技术、丰富的经验和定制化的解决方案,能够帮助水电行业解决水轮机结构健康监测中的一些问题,确保水电行业的长期可持续发展,提高水电运行的安全性、可靠性和效率。

 

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