光纖光柵（FBG）索力監測方案
一、 系統組成
光纖光柵索力監測系統是北京瑞格星科技有限公司專門為橋梁行業研發的一種新型索力監測產品，該產品主要用于實時在線監測錨索、橋梁的斜拉索、懸索等重型荷載。此產品具有如下特點：
★ 產品測試精度高，0.3%F.S.，分辨率高，
★ 獨有溫度補償技術，保證本產品做到真正意義上的高精度監測
★ 產品為全光學測量信號，在野外具有優良的抗雷擊、抗電磁干擾特點
★ 良好的防水性，耐腐蝕特性
★ 產品不但適用于纜索張拉過程中施工監測，而且也適用于纜索的長期健康監測
★ 最大可以實現72根索的50Hz同步采樣監測
★ 產品外形小巧，輕便，安裝簡單而方便
★ 通過光纜傳輸信號，前端索力計與后端解調儀表最大可以相距
本監測系統由光纖光柵解調儀、光纖光柵索力計及傳輸光纜構成。
系統組成示意圖
構成
RGX-JTY-008光纖光柵解調儀
解調儀具有高靈敏度及卓越的穩定性能，由一根鎧裝光纜傳輸信號，可以實時在線監測30公里以外的索力計變化情況，此設備可以擴充至24個光通道。設備配備標準的計算機接口，用戶可以通過計算機進行傳感網絡參數配置、數據采集、存儲、分析。多臺監測儀可以借助標準網絡設備組成大規模的光傳感網絡，從而實現對被監測對象高效、可靠、穩定、長期的監測。
產品圖片如下：
產品性能指標如下：
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類型 |
RGX-JTY-008 |
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主要指標 |
通道數 |
4、8、12、16、24 |
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最大測點數 /通道 |
3 |
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傳感器中心波長間距 |
最小值： 0.4nm |
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采樣頻率 |
單通道 50Hz |
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精度 |
索力 |
分辯率： 0.05%F.S；測量精度：0.3%F.S |
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電子參數 |
工作電壓 |
220V±10%，50Hz |
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最大功耗 |
典型值： 30w；最大值：40w |
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數據接口 |
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環境參數 |
工作環境 |
0～ |
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工作濕度 |
0～80% 無結露 |
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存儲環境 |
－ 20～80℃ |
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存儲濕度 |
0～95% 無結露 |
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機械參數 |
重量 |
4Kg |
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外形尺寸 |
300×310×100 |
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液晶顯示 |
無 |
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內置微機 |
無 |
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光學參數 |
波長范圍 |
1525～1565nm |
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波長分辨率 |
1pm |
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波長重復性 |
典型值： 1pm；最大值： 2pm |
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波長精度 |
± 3pm |
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光纖光柵索力計
索力計結構是周身為高強度的合金圓筒，筒體內置3～6個高精度的光纖光柵應變傳感器。波長解調儀可以測量作用在錨索測力計上的總荷載，也可以分別讀取每個傳感器從而測量出不均勻荷載及偏心荷載。外置有溫度補償環，對于長期監測提供溫度補償。目前我公司提供的光纖光柵索力計溫度補償技術在國內同行業內處于先進水平。他的應用分為現場在線實時監測和出外現場對運營期結構安全監測。
常規產品如下：
光纖光柵索力計技術指標：
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項目 |
參數指標 |
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標準量程 |
200～1000kN |
1000～3000kN |
3000kN以上 |
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精 度 |
0．3%F.S. |
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分 辨 率 |
0.05%F.S. |
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溫度范圍 |
-30 ~ + |
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安裝部位 |
索頭 |
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外形尺寸 |
厚度60mm，其他根據客戶需要定制 |
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光纖光柵索力計安裝部位：
二、 我公司產品與其它索力監測產品的比較
目前在橋梁索力監測行業，作為長期健康監測產品，測量索力主要有三種技術：
1、FBG光纖光柵索力計
2、CCT磁通量索力測量產品
3、FBG光纖光柵智能筋（由于要在制作索的過程中埋入光纖光柵到索體內部，產品成活率低，性能指標不穩定，技術不成熟）
FBG光纖光柵索力計與CCT磁通量索力產品的性能比較如下：
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項目 |
FBG索力產品 |
CCT索力產品 |
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系統精度 |
0．3%F.S. |
2%F.S. |
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接線長度 |
> |
< |
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采樣頻率 |
同步50Hz |
不同步，采樣時間超過1分鐘 |
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現場是否需要電源 |
無源器件，不需供電 |
需要電源 |
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是否抗雷擊 |
全光測量，抗雷擊 |
脈沖信號，易受雷擊影響 |
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是否抗電磁干擾 |
全光測量，抗電磁干擾 |
脈沖信號，易受電磁干擾 |
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安裝部位 |
索頭，安裝簡便 |
索體中段，比較繁瑣 |
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單臺儀器所帶傳感器數量 |
72 |
16 |
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是否需要多次標定 |
一次標定即可 |
需要多次標定 |
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傳感器重量 |
光纖材質，重量輕 |
主體為銅包線，比較重 |
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工作溫度 |
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大規模監測時的成本 |
低 |
需要多臺磁彈儀，成本高 |
