Brugdoorbuiging monitoren met Ommatidia’s Q-Series Laser Doppler vibrometer

Naar contactloze, externe meting van structurele dynamiek en SHM op schaal

Nauwkeurige monitoring van brugdoorbuiging en -trillingen is essentieel voor het begrijpen van structurele prestaties, vermoeiingsgedrag en veiligheid op lange termijn. Traditionele methoden – zoals rekstrookjes, versnellingsmeters en verplaatsingsopnemers – bieden lokale informatie maar vereisen contactinstallatie, oppervlaktevoorbereiding en verstoren vaak het verkeer.

Bij Ommatidia LiDAR ontwikkelen wij contactloze brugmonitoring door middel van onze Q-Series Laser Doppler Vibrometer. Dit systeem combineert multi-channel coherente detectie en geavanceerde fotonische integratie, waardoor gelijktijdige 3D-meting van trillingen en verplaatsing over volledige brugspanwijdten mogelijk wordt—vanaf een veilige, afgelegen locatie.

Door brugdeflectie te monitoren met Ommatidia’s Q-Series Laser Doppler Vibrometer kunnen ingenieurs nu precisie-interferometrische metingen op veldschaal realiseren zonder de operaties te onderbreken.

Technische inzichten: van optische coherentie tot structurele dynamiek

De kern van het systeem wordt gevormd door Frequency Modulated Continuous Wave (FMCW) interferometrie, een laser-gebaseerde techniek die absolute afstand en Doppler-snelheid meet door middel van frequentie-gemoduleerde bronnen.
Met behulp van massaal parallelle fotonische geïntegreerde circuits (PICs) analyseert de Q-Series sensor 128 optische kanalen in real-time. Elk kanaal voert gelijktijdig interferometrische afstandsmeting en vibrometrie uit.

Deze architectuur stelt het systeem in staat om het volgende te leveren:

• Sub-millimeter verplaatsingsresolutie op afstanden van meer dan 50 meter

• Gelijktijdige meting van honderden punten met coherente fasestabiliteit

• Multi-kilohertz bemonsteringssnelheden geschikt voor modale en transiënte responsanalyse

Deze kenmerken maken de Q-Series Laser Doppler Vibrometer ideaal voor continue of belastingstest brugdoorbuigingsmonitoring.

Meer informatie over de Q2 laser radar →

Veldtest: doorbuiging meten in een meerspans wegbrug

In een recente veldtest hebben wij een Q1s FMCW Laser Doppler Vibrometer ingezet onder een meerspans wegbrug op Calle de la Hierbabuena, Tres Cantos, Spanje (Figuur 1).
De opstelling werd binnen enkele minuten voltooid met alleen een op statief gemonteerde sensorkop, computer en batterijen. De 128 laserkanalen werden uitgelijnd langs de as van het brugdek om het deflectieprofiel tijdens het verkeer vast te leggen.

Google Maps weergave (links) en afbeelding van de brug (rechts). Brugdoorbuigingsmonitoringopstelling met Ommatidia’s Q-Series Laser Doppler Vibrometer.

Configuratie van de metingen. De gestippelde groene lijn dient als visuele hulp. Brugdoorbuigingsmonitoringopstelling met Ommatidia’s Q-Series Laser Doppler Vibrometer.

Resultaten: Realtime brugdoorbuigings- en trillingsgegevens

Tijdens het testen met verkeer legde Deflection Guard™ het deflectieprofiel van de brug vast terwijl een vrachtwagen erover reed.
De maximale verticale deflectie die werd geregistreerd was ongeveer 0,3 mm.
De dynamische gegevens, verkregen bij 40 kHz, maken ook gedetailleerde modale en transiënte trillingsanalyse mogelijk.

Deflection Guard™ interface die onbelaste en belaste brugtoestanden toont.
Software-interface die brugdeflectie voor en na passage van de vrachtwagen weergeeft.

Van belastingstest naar ontwikkeling van digitale tweeling

De verzamelde datasets vormen de basis van een digitale tweeling voor de brug.
Door deze gegevens te verwerken kunnen ingenieurs modale parameters, frequentieresponsfuncties en indicatoren van demping of stijfheid extraheren. In de loop van de tijd maakt deze informatie visualisatie van structurele veranderingen en vroege detectie van degradatie mogelijk, lang voordat zichtbare schade optreedt.

Recente ontwikkelingen omvatten:

• Multi-unit synchronisatie voor grote of meerspans bruggen

• Continue onbemande monitoring voor langdurige SHM

• Geautomatiseerde gegevensfusie en dashboardintegratie voor realtime inzichten

Naar schaalbare structurele gezondheidsmonitoring

Deze studie toont aan hoe contactloze optische vibrometrie traditionele bruginstrumentatie kan aanvullen of vervangen.
Door de noodzaak voor sensorinstallatie weg te nemen, maakt de Q-Series Laser Doppler Vibrometer snelle inzet, minimaal onderhoud en continue dekking mogelijk—ideaal voor modern infrastructuurbeheer.

Voor onderzoekers van structurele dynamica biedt het een nieuwe methode om modellen te valideren en modale interacties te analyseren.
Voor civiele en brugingenieurs biedt het een efficiënt, veldklaar instrument voor onderhoudsplanning, levensduurverlengingsanalyse en beoordeling na incidenten.

Terwijl Ommatidia LiDAR zich uitbreidt naar spoorweg- en snelwegmonitoring, blijft de Q-Series optische Structurele Gezondheidsmonitoring (SHM) herdefiniëren met vroegere anomaliedetectie, veiligere inspecties en slimmer activabeheer.

Over Ommatidia LiDAR

Ommatidia LiDAR S.L. ontwerpt en produceert geavanceerde FMCW LiDAR-systemen aangedreven door fotonische geïntegreerde circuits.
Het Q-Series Laser RADAR-platform levert hoogprecizie-metrologie en schaalbare architectuur voor industriële inspectie, lucht- en ruimtevaartinstrumentatie en monitoring van civiele infrastructuur.