近日，由13所和九院物联网研究院共同承担的“利用光纤传感技术对故宫古建进行监测”项目在故宫博物院顺利完成验收评审。该项目是在故宫博物院“平安故宫”基金支持下，由九院物联网研究院组织，13所负责项目技术方案和工程实施。

项目成果得到了故宫博物院、北京建工学院和中兵勘察设计研究院等评审专家的高度评价。项目评审组专家一致认为该项目技术方案合理、监测效果良好，为古建筑健康监测提供了一种新的有效的监测手段。

故宫“生病”了  谁负责发现？

故宫博物院是我国最大的古文物和古建筑博物馆，其古建筑历史悠久，具有极高的历史文物保护价值。由于年代久远，部分古建筑出现了倾斜、开裂等问题。古建筑专家迫切希望寻找一种对古建筑的健康状况进行无损、快速、有效和可靠的诊断分析手段，以便提前对古建筑进行诊断，及时发现并积极采取预防措施保护和修复。

由于古建筑的特殊性，传统的人工巡检方式和电传感器手段都不能很好满足文物保护的要求。传统的文物保护主要是通过定期人工巡检、目测古建筑健康状况的方式开展的，目前通常采用电阻应变片等电传感器对大型建筑物的倾斜、变形和裂缝进行检测。故宫博物院的古建筑大多是基于木材和砖石混合结构，如果采用电传感器就不可避免的引入弱电信号，存在火灾隐患，是古文物保护工作中的大忌。

光纤光栅传感技术是利用光纤光栅作为敏感元件，来感知被测物体的形变和温度的变化。作为建筑物结构健康监测的新型监测手段之一，光纤光栅传感器具有到体积小、精度高、感知端“无源”、非介入式监测、不需要现场通电和本征安全等特点，可在易燃、易爆的环境中工作。

作为国家科技部“先进光电子技术”示范型国际科技合作基地、集团公司宇航光电子器件可靠性检测与失效分析中心以及北京市光纤传感系统工程技术研究中心，13所在光纤传感技术研发与应用方面，在国内拥有较为雄厚的实力，研发的系列光纤传感器产品不仅在航天型号、武器系统等任务得到了应用，而且还在智能电力、石油化工、安全生产和桥梁等多个民用领域发挥了积极的作用。

在本项目启动之前，13所已承担并完成了用光纤传感技术对桂林南洲大桥健康状况进行在线监测的任务，并取得了较好的效果。但是这次的用户是故宫博物院，监测的对象又是古建筑。文物专家要求对古建筑进行健康监测中一定要做到对文物的保护，因此对文物的无损监测就放到了本项目的首要位置。通过与故宫博物院多个回合的研究讨论，最终确定采用光纤传感技术作为古建筑结构健康监测的方案。

我们把智慧留在了故宫

自项目启动以来，该单位高度重视，对项目进行了周密策划，并成立了“平安故宫”项目团队。项目团队团结协作、攻坚克难，先后完成了产品研发、工程实施、数据采集和诊断分析工作，在利用先进传感技术保护古建筑方面取得了积极的研究成果。

在项目研制过程中，技术人员多次赴故宫现场勘察，积极请教古文物保护专家，突破了“传感器无损伤安装工艺”、“古建筑应变变形光纤监测技术”等关键技术。经过一年多的艰苦不懈努力，项目团队顺利完成了技术方案设计、古建工程实施及数据采集监测和分析工作。 

光纤传感技术的采用，实现了古建筑结构形变和裂缝的高精度测量，精度达到微米级。本项目观测到古建筑结构在外界影响下（建筑物局部存在受荷载、环境、气候的变化）发生微小形变情况。通过理论分析表明，在观测期间古建筑变形量较小，处于相对稳定状态。由于采用先进的光纤传感技术，实现了对古建筑结构健康的实时在线监测，避免了人工目测巡检，有效地提高了工作效率；同时，通过在较长时间内对古建筑结构健康的数据进行采集并分析，提高了对古建筑健康诊断的科学性和准确性。

研究工作得到了故宫博物院“平安故宫”基金的支持，相关研究成果也得到了故宫文物专家的肯定，故宫文物专家表示希望双方继续合作将这种研究工作深入推进下去，为故宫文物保护提供先进的健康诊断手段。

项目的实施是故宫博物院首次将先进的光纤传感技术引入古建筑健康监测和保护领域的一次探索，而本项目的顺利完成则为我国古建筑结构健康在线监测网络的建设工作提供了一种新的有效的监测手段，也有力地拓展了九院物联网产业和13所光纤传感技术的应用领域，为未来产品的推广提供了案例和宝贵经验。

产品应用现场1

产品应用现场2

产品应用现场3

党群工作部