光纤光栅称重传感器在大型海上浮吊中的应用＊

祁耀斌，陆 遥，吴晨晖

（武汉理工大学光纤传感技术国家工程实验室，湖北武汉430070）

光纤光栅称重传感器在大型海上浮吊中的应用＊

祁耀斌，陆 遥，吴晨晖

（武汉理工大学光纤传感技术国家工程实验室，湖北武汉430070）

为了实现大型海上浮吊臂架结构健康状态监测，开发了大型海上浮吊光纤光栅称重传感器系统，提出了光纤光栅称重传感器设计理论，建立了传感器设计框架。通过悬臂梁理论，借助于有限元分析软件，提出了悬臂梁和受压弹性体复合结构；通过温度补偿理论与对比，提出了滤波温度补偿方案；通过迟滞效应原理，提出了双光栅式迟滞效应消除方案。进行光纤光栅称重传感器性能实验、反复性实验和稳定实验，讨论了系统的性能和可行性。并将大型海上浮吊光纤光栅实时称重系统应用于实际工程项目，成功实现了大型海上浮吊负重状况监测。

光纤光栅；大型海上浮吊；称重传感器；健康监控

大型海上浮吊作为重大海洋作业，广泛应用于海洋石油开发、海滩救助、海底隧道建设等重大海洋工程。吊臂架结构是大型海上浮吊的核心结构，直接影响到大型海上浮吊的完全稳定运行。而大型海上浮吊臂架结构运行受到外部环境荷载、结构本体和潜在因素等三方面的不确定性影响，并且大型海上浮吊现场工况复杂，干扰众多等，严重制约着大型海上浮吊系统的完全可靠运行。因此，迫切需要建立一套大型海上浮吊臂架结构称重系统，实现对大型海上浮吊臂架结构实时在线健康监控。……