基于光纤布拉格光栅的传感器可以实现桥梁倒塌的早期预警
2022-06-24 11:11:35   来源：麦姆斯咨询   评论：0   点击：

基于光纤布拉格光栅的原型传感器将于今年夏天由贝尔法斯特女王大学（Queen's University Belfast）的研究人员进行测试。

据麦姆斯咨询报道，贝尔法斯特女王大学的研究人员Myra Lydon开发了一种原型光学传感器，该传感器被认为能够在桥梁面临冲刷风险时提供早期预警。冲刷是河床和河岸中出现的一种特殊形式的侵蚀，由水流清除材料引起，并能够导致严重的桥梁结构故障问题，成为全球桥梁倒塌的头号原因。

贝尔法斯特女王大学的研究人员Myra Lydon

自去年以来，Myra Lydon一直在研究光学传感器以解决上述桥梁倒塌问题，现在已经开发出一种使用光纤布拉格光栅（FBG）技术的原型传感器，该技术是Myra Lydon与荷兰FBG传感器专家Somni Solutions合作开发的。

这款原型传感器的初步测试现已完成，Myra Lydon希望该传感器将于今年夏天部署在北爱尔兰的一座桥梁上，如果实际应用成功，那么将进行更广泛的推广。

虽然，这项技术的确切性质在提交专利时一直处于保密状态，但是Myra Lydon表示，初步试验证实，其工作原理可以实现桥梁倒塌的早期预警。

目前还选择了一个有冲刷历史但没有进行补救工程的桥梁，希望在测试期间能够捕捉到冲刷造成的问题事件。

在最近的一次贝尔法斯特女王大学活动中讨论这款光学传感器的重要性时，Myra Lydon说明了冲刷问题的严峻性：“据2019年报告估计，英国每年平均有820万人次因桥梁冲刷风险而造成损失，相关的经济成本为6000万英镑。

Myra Lydon说道：“2009年，我们目睹了都柏林郡马拉海德（Malahide）的灾难性桥梁事故，冲刷破坏突然发生。对于冲刷问题，通常没有明显的结构损坏迹象。在马拉海德，这座桥在倒塌前几周接受检查并通过了，但在满载旅客的列车通过后几秒钟就发生事故了。谢天谢地，该列车幸免了这场灾难。”

马拉海德桥梁的倒塌事故

根据爱尔兰铁路事故调查组随后的调查显示，马拉海德桥梁的倒塌是由于冲刷破坏了支撑该桥的一个桥墩，随着周围水压的增加，一个小裂口扩大，导致桥墩被冲走。

“保护我们的桥梁并能够在此类事件发生之前检测到冲刷，这是至关重要的！”Myra Lydon补充说，“我们开发的这款原型传感器能够在桥梁发生损坏之前检测到河床的变化。这可以提供早期预警，并有助于在我们面临极端气候事件（如洪水）时防止广泛的桥梁事故。”

该研究项目由英国研究与创新部门（UKRI）旗下的IAA项目资助，Invest NI为市场探索提供额外的资金。