中交路橋科技是從事工程檢測監(jiān)測、城市安全監(jiān)測預警與評價、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復合型高新技術(shù)集團企業(yè)。
結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(Structural Health Monitoring，簡稱SHM ) 指利用現(xiàn)場的無損傳感技術(shù), 通過包括結(jié)構(gòu)響應(yīng)在內(nèi)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)特性分析, 達到檢測結(jié)構(gòu)損傷或退化的目的。
結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)大致經(jīng)歷了三個發(fā)展階段：第一階段以結(jié)構(gòu)監(jiān)測領(lǐng)域?qū)＜业母泄俸蛯I(yè)經(jīng)驗為基礎(chǔ)，對診斷信息只能作簡單的數(shù)據(jù)處理；第二階段以傳感器技術(shù)和動態(tài)測試技術(shù)為手段，以信號處理和建模為基礎(chǔ)，在工程中得到了廣泛的應(yīng)用；近年來，為了滿足大型復雜結(jié)構(gòu)的健康診斷要求，進入了以知識處理為核心，數(shù)據(jù)處理、信號處理與知識處理相融合的智能發(fā)展階段。
結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)一般包括傳感器系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)、監(jiān)控中心以及實現(xiàn)診斷功能的各種軟硬件。除了傳統(tǒng)的傳感器以外，目前應(yīng)用在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)中的主要為新型智能傳感器，包括光纖傳感器、壓電材料、電磁致伸縮材料制成的傳感器等。其中，光纖傳感器受到的關(guān)注較多，其中又以光纖Bragg光柵（FBG，F(xiàn)iber Bragg Grating）最引人注目。
除傳感器本身的進展外，傳感器如何布置也是影響監(jiān)測效果的重要因素。傳感器的位置確定方法目前主要有模態(tài)動能法（MKE）、有效獨立法（EI）、Gryan模型縮減法、奇異值分解法、基于遺傳算法的優(yōu)化等。實際應(yīng)用中，一般都是幾種方法綜合采用。
從國家知識產(chǎn)權(quán)局查詢的結(jié)果：截至2006年8月16日，以“結(jié)構(gòu)”、“健康”、“監(jiān)測”在摘要中為聯(lián)合關(guān)鍵詞進行檢索，得到相關(guān)專利3項。
從歐洲專利局（EPO，European Patent Office）查詢的結(jié)果：截至2006年8月16日，以“structur* AND health AND monitor*”在（標題or摘要）中為聯(lián)合關(guān)鍵詞，在Worldwide數(shù)據(jù)庫中查到相關(guān)專利146項，限于篇幅，不一一列出。
結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)在我國主要應(yīng)用于大型橋梁上，如香港的青馬大橋、汲水門大橋、上海徐浦大橋及江陰長江大橋等。國內(nèi)還缺少系統(tǒng)的對大跨度、大空間建筑結(jié)構(gòu)的大規(guī)模工程應(yīng)用，已實際應(yīng)用的系統(tǒng)大部分是對部分構(gòu)件工作狀態(tài)的靜態(tài)直接監(jiān)測，如廣州體育館部分桁架、佛山明珠體育館主體結(jié)構(gòu)施工階段、深圳市民中心屋頂網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的智能健康監(jiān)測系統(tǒng)。
在一些經(jīng)濟發(fā)達國家如美國、加拿大、日本、德國等，結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的應(yīng)用已從大型橋梁擴展到高層建筑、大型復雜結(jié)構(gòu)、重要歷史建筑的監(jiān)測，如德國柏林的萊特火車站、意大利的Como教堂等。
Como教堂的監(jiān)測系統(tǒng)采用光纖Bragg光柵，系統(tǒng)基于相對位移和溫度測量技術(shù)，主要特點為：波長復用的導角濾鏡解調(diào)系統(tǒng)、客戶定制的軟件、自動數(shù)據(jù)識別和分析，以及基于GSM的數(shù)據(jù)傳輸。系統(tǒng)還可以選擇太陽能電池驅(qū)動。
參考文獻
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