OMMATIDIA
Mobiele monitoring van brugtrillingen met de Ommatidia Q2 meerkanaals laser Doppler vibrometer
Overzicht
Brugbeheerders hebben behoefte aan trillingsgegevens die objectief, herhaalbaar en eenvoudig te verzamelen zijn zonder rijstroken af te sluiten, treinverkeer stil te leggen of sensoren op elke constructie te installeren. De Ommatidia Q2 meerkanaals laser Doppler vibrometer maakt mobiele, contactloze trillingsmetingen van bruggen mogelijk vanaf veilige observatiepunten, waarbij 65 gelijktijdige snelheidssignalen over de constructie worden vastgelegd.
Deze applicatienota vat twee praktijkdemonstraties samen op bruggen in bedrijf: één wegbrug gemeten onder normaal verkeer en één spoorbrug gemeten tijdens een treinpassage. Het doel is om aan te tonen hoe de Q2 mobiele monitoringcampagnes, het opstellen van nulmetingen en vervolginspecties kan ondersteunen. De metingen worden niet gepresenteerd als een structurele diagnose of een gecertificeerde modale analyse.
De uitdaging: Schaalbare monitoring van brugtrillingen
Permanente monitoring van de structurele integriteit is waardevol, maar als eerste stap niet praktisch voor elke brug in een netwerk. Tussen periodieke visuele inspecties en vaste instrumentatie door hebben eigenaren van assets behoefte aan een mobiele meetlaag die snel, veilig en herhaalbaar is.
Een bruikbare mobiele methode moet werken vanaf toegankelijke posities, contact met de constructie vermijden en voldoende ruimtelijke informatie vastleggen om verschillende punten van de asset tijdens dezelfde operationele gebeurtenis te kunnen vergelijken.
De Q2-aanpak: 65 gelijktijdige contactloze metingen
De Q2 wordt opgesteld op een plek met een vrije zichtlijn naar het doelgebied. Het instrument projecteert een lijn van laserstralen op de constructie en registreert de oppervlaktesnelheid in de zichtlijn op elk punt.
Deze opstelling ondersteunt verschillende outputs van dezelfde acquisitie:
- Respons in het tijdsdomein tijdens verkeers- of treinpassages
- Schattingen van verplaatsing verkregen door integratie van snelheidssignalen
- Frequentiespectra en dominante trillingscomponenten
- Vergelijking tussen meetpunten
- Kwaliteitscontroles met behulp van de interne versnellingsmeter van het instrument
De interne versnellingsmeter meet de brug niet rechtstreeks. Deze registreert de beweging van het instrument en de directe omgeving ervan, waardoor het een nuttige referentie is voor kwaliteitscontrole in het veld.
Praktijkdemonstraties op weg- en spoorbruggen
Beide demonstraties werden op afstand uitgevoerd, zonder contactsensoren, aanpassing van de asset of onderbreking van de dienstverlening.
Er werden verschillende acquisities van 60 s geregistreerd onder live verkeer vanaf een afstand van ongeveer 10–17 m. De stralen waren hoofdzakelijk gepositioneerd langs een centrale ligger, met een extra acquisitie om verschillende zichtbare zones te vergelijken.
Een geldige acquisitie van 80 s legde de respons vast voor, tijdens en na een treinpassage. De trein reed de brug op na ongeveer 30 s in de opname en had ongeveer 10 s nodig voor de oversteek.
De geselecteerde figuren tonen het soort bewijs dat de Q2 kan leveren in een compacte mobiele campagne: straallocaties, respons in het tijdsdomein, frequentie-inhoud en kwaliteitscontroles van de opstelling.
mm/s
0
30
60 s
mm
0
30
60 s
Figuur 3. Voorbeeld wegbrug: oppervlaktesnelheid van één laserkanaal en verplaatsing geschat door integratie van het snelheidssignaal.
mm/s
Frequentie (Hz) →
mm/s
Vibrometrie
Versnellingsmeter
Frequentie (Hz) →
Figuur 4. Voorbeeld wegbrug: snelheidsspectrum van laservibrometrie en vergelijking met de interne versnellingsmeter uitgedrukt als equivalente snelheid.
Voorbeeld treinpassage spoorbrug
De casus van de spoorbrug toont de respons op een enkele operationele treinpassage. Het trillingsniveau stijgt zodra de trein de brug oprijdt, blijft verhoogd tijdens de oversteek en neemt daarna af.
De RGB-opname documenteert de geschatte posities van de 65 laserstralen op de constructie. Dit is belangrijk voor herhaalbare campagnes, omdat toekomstige metingen alleen kunnen worden vergeleken als de positie van het instrument, de zichtlijn en de verlichte zone goed zijn gedocumenteerd.
mm/s
Trein rijdt op
0
30
60
80 s
mm
0
30
60
80 s
Figuur 6. Voorbeeld spoorbrug: snelheidsgolfvorm van één laserkanaal tijdens de treinpassage en verplaatsing geschat op basis van dezelfde opname.
mm/s
Frequentie (Hz) →
mm/s
Vibrometrie
Versnellingsmeter
Frequentie (Hz) →
Figuur 7. Voorbeeld spoorbrug: spectrum van de treinpassage en vergelijking tussen laservibrometrie en de interne versnellingsmeter uitgedrukt als equivalente snelheid.
Wat de metingen aantoonden
De demonstraties tonen de waarde aan van het combineren van contactloze toegang met gelijktijdige acquisitie op meerdere punten.
De Q2 registreerde trillingsstijgingen die gepaard gingen met normaal wegverkeer en met de treinpassage.
Verschillende kanalen vertoonden niet altijd identiek gedrag. Deze ruimtelijke informatie geeft meer context dan een meting op één punt en helpt bij het sturen van vervolgmetingen.
De wegbrug vertoonde terugkerende laagfrequente componenten bij herhaalde metingen. De spoorbrug vertoonde een duidelijke spectrale inhoud voor, tijdens en na de oversteek — nuttige kandidaten voor toekomstige monitoring.
In beide demonstraties hielp het vergelijken van vibrometriespectra met de versnellingsmeter van het instrument om te beoordelen of specifieke componenten werden gedomineerd door de respons van de brug of beïnvloed konden zijn door beweging van de opstelling.
Hoe brugeigenaren de gegevens kunnen gebruiken
De Q2 vervangt geen technische beoordeling of wettelijke inspectie. De waarde ervan is het toevoegen van een objectieve, herhaalbare meetlaag die snel kan worden ingezet voor geselecteerde assets.
Voor brugmonitoringsprogramma’s ondersteunt dit:
Omdat de Q2 veel punten tegelijk meet, kan elke campagne zowel temporele als ruimtelijke informatie vastleggen in één enkele opstelling. Dit is vooral nuttig wanneer de directe toegang tot de constructie beperkt is.
Van pilotcampagne naar monitoringworkflow
Een praktische Q2-workflow kan beginnen met eenvoudige, herhaalbare metingen en worden uitgebreid naarmate er nulmetingen worden opgebouwd.
Kies bruggen met veilige toegang, een vrije zichtlijn en operationele relevantie.
Leg de locatie van het instrument, afstand, oriëntatie, doelzone, optische configuratie en bedrijfsomstandigheden vast.
Leg verschillende verkeers- of treinpassages vast om de herhaalbaarheid te evalueren.
Bekijk de Q2-versnellingsmeter om intervallen te identificeren die beïnvloed zijn door beweging van de opstelling.
Volg dominante frequenties, relatieve amplitudes, duur van gebeurtenissen en ruimtelijke responspatronen in de loop van de tijd.
Combineer Q2-gegevens met inspectiehistorie, onderhoudsgegevens, modellen of aanvullende instrumentatie wanneer dat nodig is.
Een praktische laag voor mobiele brugmonitoring
De praktijkdemonstraties tonen aan dat de Ommatidia Q2 meerkanaals laser Doppler vibrometer mobiele monitoring van brugtrillingen kan ondersteunen vanaf veilige, contactloze meetposities. Het systeem legde operationele trillingsgebeurtenissen vast, mat meerdere punten tegelijkertijd en leverde informatie in het tijd- en frequentiedomein die geschikt is voor het opstellen van nulmetingen en vervolgcampagnes.
De Q2 biedt brugeigenaren een praktische manier om dynamische metingen toe te voegen aan inspectieprogramma’s voordat zij zich vastleggen op permanente instrumentatie. Ommatidia kan demonstraties voor brugmonitoring, mobiele inspectiecampagnes, pilots voor operationele modale analyse en programma’s voor nulmetingen van assets ondersteunen.
