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国家标准计划《设备结构健康监测 基于光纤传感技术的应力监测方法》由 SWG22(全国设备结构健康监测标准化工作组)归口 ,主管部门为国家标准委

主要起草单位 中国特种设备检测研究院华东理工大学重庆大学南京市特种设备安全监督检验研究院厦门市特种设备检验检测院广州市特种机电设备检测研究院天津市特种设备监督检验技术研究院安庆市特种设备监督检验中心青岛特种设备检验研究院

目录

基础信息

计划号
20230727-T-469
制修订
修订
项目周期
16个月
下达日期
2023-08-06
公示开始日期
2023-03-02
公示截止日期
2023-04-01
标准类别
方法
国际标准分类号
17.100
17 计量学和测量、物理现象
17.100 力、重力和压力的测量
归口单位
全国设备结构健康监测标准化工作组
执行单位
全国设备结构健康监测标准化工作组
主管部门
国家标准委

起草单位

目的意义

本标准是基于光纤传感传感技术对机械设备或结构的应力状态实施监测的方法标准。

该光纤传感技术的基本工作原理是将来自光源的光经过光纤送入调制器,使待测参数(应变、温度)与进入调制区的光相互作用后,导致光的光学性质(如光的强度、波长等)发生变化,称为被调制的信号光,再经出射光纤送入光探测器、解调器而获得被测参数(应变、温度),经过温度补偿后达到应力状态监测的目的。

该标准中的光纤应变传感器包括点式光纤传感器和连续式光纤传感器。

其中点式光纤传感器是指针对单元点进行结构局部应变变化测量的光纤传感器,如光纤光栅传感器、光纤法珀传感器或其他。

连续式光纤应变传感器是指一种经过特殊被覆处理的特种光缆,当其整体埋/置入被测结构后,被覆层能将结构的应变传递给光纤,使光纤既作为应变传感的敏感元件、又作为光信息的传输介质,以实现应变的连续分布式测量。

该标准自2017年4月1日起实施。

五年来为起重机械等特种设备和大型钢结构在采用光纤传感技术开展应力状态监测提供了方法指导,并发挥了重要作用。

本标准实施的五年来,我们在国家重点研发项目《典型工业设备和产品检测监测云服务技术研究(编号:2018YFF0214700)》、国家重点研发计划课题《冶金起重机健康监测诊断技术及装备研发(编号:2017YFC0805103)》和“863”计划《大型复杂起重装备全生命周期数据集成管理与应用技术研究(编号:2015AA043702)等项目的支持下,对光纤应变传感技术开展了深入研究,形成了与光纤传感技术发展相适应的光纤应变传感器的应变传递模型、在役光纤光栅应变传感器疲劳损伤可靠性评估方法、光纤光栅应变监测系统、分布式光纤应变监测高精度监测技术等成果,并进行了示范应用,完善和丰富了光纤应力状态监测方法的理论和实际应用案例,促进了标准的进一步应用。

随着国家一带一路战略的实施,设备逐步向大型化、高参数化方向发展,机械设备和结构的安全运行和健康状态监测显得尤为重要。

原有标准在方法概要、性能指标要求、因素影响监测数据和应力测试的不确定度等方面需进一步优化,以适应光纤应变状态监测技术的发展要求,因此亟需申请修订GB/T 33213-2016。

修订后的标准,一是符合基于光纤传感技术的应变状态监测技术现状和发展前景;二是提高了标准的可操作性,能够更好地推动标准的广泛应用;三是推动光纤应力状态监测技术及产品的快速发展,具有十分重要的现实意义和应用价值,为保障工业设备的安全可靠运行发挥更大的作用。

范围和主要技术内容

本文件本标准规定了基于光纤传感器的应力监测技术、方法和要求。 本标准适用于利用点式、分布式光纤传感技术实现机械设备或结构的应力状态监测,如特种设备、钢结构等。 本文件与 GB/T 33213-2016 相比主要变化如下: a) 更改了标准的名称; b) 增加了编制人员; c) 增加了编制单位; d) 增加了术语和定义(见第4章); e) 增加了方法概要(见第5章); f) 增加了光纤传感器的温度补偿说明(见7.2.2和7.2.3) g) 增加了传感器可靠性评判指标(见9.1.3); h) 增加了光纤光栅应变传感器性能蜕化模型(见9.1.4); i) 修改了应力计算的表述(见第11章)。