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在设计长期结构健康监测系统时,人们很容易将全部注意力集中在桥梁、大坝、管道、风机等实体资产自身的健康状态上。但是,有一个关键且经常被忽视的前提:如果不同时监控数据健康状况,您就无法准确监控资产健康状况。

Guga Gugaratshan HBK业务发展与数字产品总监
Wind turbines on the ocean

保护数据健康需要主动、多层次的工程方法。我们必须使用信号质量指示器、内置诊断和自动数据验证检查来持续评估传感器的性能。为了解决不可避免的传感器漂移难题,必须执行定期校准核验流程,以保障测量精度。

此外,物理冗余是可用的最有效的工具之一。例如,如果多个应变片安装在主桥结构上,可以实时比较相邻传感器。一旦某个传感器开始漂移或失效,可以快速识别异常值,借助插值技术填补数据空缺,并保障监测系统的整体完整性。

Guga Gugaratshan HBK业务发展与数字产品总监

然而,同样重要的是,要认识到关键资产处于高度动态的环境中运行。负载、温度和工作条件的变化直接影响传感器读数。在许多情况下,传感器漂移似乎是对环境条件变化的正常物理响应。

这也是纯数据驱动的人工智能模型在结构性健康监测中经常举步维艰的原因之一。如果没有物理背景,很难区分传感器故障和真正的结构退化。通过使用物理信息模型,我们能够依托工程背景信息区分上述两类情况。

Close up of a steel bridge
Aircraft maintenance engineer inspecting jet

最终,传感器漂移的影响在很大程度上取决于操作环境和被监控资产的关键程度。在安全关键型应用中,例如飞机系统,即使传感器漂移很小,也可能是不可接受的,可能需要立即采取纠正措施。相比之下,对于一些基础设施监控应用,其目标是识别长期趋势并触发例行维护活动,少量漂移可能是完全可以接受的。

通过持续验证传感器性能,并同步评估测量不确定性与决策不确定性,企业方可确保其监控系统提供的数据支持安全、可靠和具有成本效益的运营决策。

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