大坝安全监测技术浅谈

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浅谈水库大坝安全检测自动化技术应用

浅谈水库大坝安全检测自动化技术应用

浅谈水库大坝安全检测自动化技术应用水库大坝是防洪、蓄水和发电的重要设施,对于保障人民生命财产安全和国家发展具有重要意义。

长期以来,水库大坝的安全监测一直是一个重要的课题。

传统的人工巡查模式存在效率低、风险大等问题,加强水库大坝安全监测自动化技术应用,对于保障水库大坝的安全具有重要意义。

一、水库大坝安全检测的重要性水库大坝是人类工程的杰作,但是受到多种自然及人为因素的影响,大坝存在各种潜在的安全隐患。

一旦发生大坝失事,将会造成巨大的灾难性后果。

加强水库大坝安全检测是非常必要的。

水库大坝安全检测涉及到地质、结构、水文和气象等多个领域的监测和分析,需要全面、及时的数据支持。

传统的人工巡视工作,存在着时间长、效率低、盲区多,容易造成漏检、误检等问题。

而且,传统的人工巡查方式存在危险,风险较大。

提高水库大坝安全检测自动化技术应用至关重要。

随着科技的发展,越来越多的新技术被引入到水库大坝安全检测中,极大地提高了水库大坝的安全性和监测的效率。

水库大坝安全检测自动化技术主要包括遥感监测技术、传感器监测技术和大数据分析技术。

遥感监测技术可以通过卫星、无人机等设备,远距离、全方位监测水库大坝的情况。

卫星遥感技术可以实现对水库大坝周边地质、水文、气象等信息的高分辨率监测,及时掌握地质灾害、汛情等信息,为水库大坝安全提供数据支持。

而利用无人机进行巡查,不仅提高了工作效率,还可以避免了人员的伤亡。

传感器监测技术是近年来得到广泛应用的技术。

通过在水库大坝上部、下部、岩体等关键部位安装各类传感器,对温度、压力、位移、应力、振动等参数进行实时监测和采集。

这些传感器通过有线或者无线传输方式,将监测到的数据及时传输给监控中心,实现对水库大坝安全状态的实时监测。

当出现异常情况时,可以及时采取相应的措施,避免事故的发生。

大数据分析技术的应用,可以更好地利用传感器和遥感技术获取的数据。

通过大数据分析技术,可以对水库大坝的安全状态进行更加精确的评估,为水库大坝的维护和管理提供科学的依据。

浅谈水库大坝安全检测自动化技术应用

浅谈水库大坝安全检测自动化技术应用

浅谈水库大坝安全检测自动化技术应用随着科技的不断发展,各行各业都在不断探索利用先进技术来提高工作效率和安全性。

对于水利工程领域来说,大坝安全一直是一个备受关注的问题。

水库大坝的安全状况直接关系到人们的生命财产安全,因此如何有效地进行大坝安全监测与检测成为了水利工程领域面临的重要问题之一。

近年来,随着自动化技术的不断发展,自动化技术在水库大坝安全检测中的应用也逐渐成为了行业的热点话题。

本文将从自动化技术的应用角度,浅谈水库大坝安全检测自动化技术应用的相关情况。

一、水库大坝安全检测的重要性水库大坝是一种集水调节、防洪、发电等综合效益的水利工程,其安全状况直接关系到周围地区和下游地区的安全。

对水库大坝进行定期检测和监测是十分必要的。

传统的水库大坝检测方法主要依靠人工检测,包括巡查、测量、取样等手段,这种方法存在着效率低、人力成本高、数据不够精确等缺点。

而且,一些大型水库大坝地理位置偏远,环境恶劣,人员难以进入,导致传统的人工检测方法无法满足大坝安全监测的需求。

随着自动化技术的不断发展,水库大坝安全检测也迎来了新的变革。

自动化技术在水库大坝安全检测中的应用,主要包括传感器技术、大数据分析、云计算、人工智能等方面。

1. 传感器技术传感器技术是自动化技术在水库大坝安全检测中的重要应用手段。

通过在大坝上设置各类传感器,如位移传感器、应变传感器、压力传感器等,可以实现对大坝各个部位的实时监测。

传感器可以实时感知大坝的变化情况,将监测数据传输到监测中心,实现对大坝安全状况的实时监控。

通过传感器技术,可以及时发现大坝的异常情况,为大坝安全管理提供有力支持。

2. 大数据分析大数据分析是自动化技术在水库大坝安全检测中的另一个重要应用。

通过对传感器监测所得到的海量数据进行汇总和分析,可以获取大坝的全面情况,并帮助工作人员对大坝的安全状况进行深入分析。

大数据分析可以帮助工作人员发现隐藏在海量数据背后的规律和趋势,提前发现大坝可能存在的问题,并为制定科学的大坝管理策略提供依据。

浅谈大坝安全监测自动化现状及发展趋势

浅谈大坝安全监测自动化现状及发展趋势

浅谈大坝安全监测自动化现状及发展趋势大坝是一种重要的水利工程设施,其安全监测是保障大坝安全的重要手段。

随着科技的发展和应用,大坝安全监测自动化技术得到了不断的完善和提升。

本文将就大坝安全监测自动化的现状及发展趋势进行探讨。

一、大坝安全监测自动化的现状1. 传统监测手段存在的问题传统的大坝监测手段主要包括人工巡视和定点监测。

这种监测方式存在着人力资源浪费、监测数据不够及时、监测范围受限等问题。

在面对自然灾害等突发情况时,人工巡视和定点监测无法及时做出反应,容易造成灾害事故的发生。

2. 自动化监测技术的应用随着科技的进步,自动化监测技术被引入到大坝安全监测中,取得了很大的进展。

通过传感器、监测设备等技术手段,可以实现大坝变形、渗流、温度等多个指标的实时监测,并将监测数据传输到监测中心进行分析和处理。

这样能够大大提高监测数据的可靠性和时效性,为大坝安全提供可靠的数据支持。

3. 自动化监测系统的建设目前,我国在大坝安全监测自动化方面取得了很大的进展。

许多大坝已经建立了自动化监测系统,对大坝的安全状态进行实时跟踪和监测。

这些系统不仅可以实现远程监测和数据传输,还可以进行数据分析和预警。

通过这些系统,监测人员能够在第一时间了解到大坝的安全状态,及时采取措施,保障大坝的安全运行。

二、大坝安全监测自动化的发展趋势1. 多元化监测指标未来,大坝安全监测将向多元化发展。

除了地质变形、水压力等基本监测指标外,还将加强对温度、渗流、裂缝等其他监测指标的监测。

这样能够更全面地了解大坝的安全状态,为预防安全事故提供更可靠的数据支持。

2. 高精度监测设备随着科技的不断进步,监测设备的精度也会不断提高。

未来的监测设备将更加精准和可靠,能够实现对微小变化的监测,并提前预警潜在的安全隐患。

3. 数据智能化处理未来,大坝监测数据的处理将更加智能化。

通过人工智能、大数据分析等技术手段,监测数据能够自动进行分析和处理,发现异常情况并做出预警。

关于水库大坝安全监测自动化技术的探讨

关于水库大坝安全监测自动化技术的探讨

关于水库大坝安全监测自动化技术的探讨水库大坝是水资源的重要储存、调节和利用设施,它不仅对当地供水、灌溉等用水起着至关重要的作用,还能提供大量的清洁能源。

然而,由于水库大坝建造和运营所涉及的问题较多且复杂,如大坝本身的结构安全、下游河道和水库的水位、流量等,因此,水库大坝的安全非常重要,在监测和控制方面需要采用最先进的技术手段来进行保障。

水库大坝安全监测自动化技术是一种通过先进的传感器、仪器和自动控制系统等设备,实时采集大坝、河道、水库等的安全信息,并以数据通信、处理、分析和应用等方式进行实时监测和预警的技术。

采用此种技术,可以提高大坝运行质量、节约人力物力、降低安全事故的发生率,达到水库大坝的全面性安全控制和实时监测。

一、高可靠性。

采用稳定可靠的设备和传感器,对大坝、河道、水库等的安全数据进行实时采集、分析和处理,确保监测系统的数据精准、可靠。

二、高通信性。

监测系统要与监测中心的数据中心相连接,进行数据通信、分析和处理,并实时上传数据,以便于用户能够及时了解到大坝的安全状况。

三、高精度性。

监测系统要具备高精度的检测、分析和计算功能,确保大坝、河道、水库等的安全状况得以实时准确反映。

四、高实时性。

监测系统要具有高实时性,能够在时间上即时响应,准确提供安全数据。

使用水库大坝安全监测自动化技术,需要对具体的监测指标进行精细化的设置。

一般而言,应针对大坝、洪水、地下水位和河道流量、水质、泥沙等因素进行精细化的监测和控制。

同时,还可以借助网络化技术和专业监测平台,实现数据远程发布、实时共享等功能,从而实现各项数据的精细化管理。

水库大坝安全监测自动化技术的优点在于可以大大提高大坝运行质量和安全指标,能够减少人为操作的瑕疵,降低安全事故的发生率,实现大坝全面性安全控制和监测。

此外,使用此种技术还能减少监测人力物力成本,提高工作效率和准确度。

总之,水库大坝安全监测自动化技术对于保障水库大坝的安全和运行至关重要。

大坝安全监测技术探讨

大坝安全监测技术探讨

大坝安全监测技术探讨随着我国水利工程建设的迅速发展,大坝的数量和规模不断增大,大坝安全问题日益引起人们的关注。

为了保障大坝的安全运营,必须采用一系列的安全监测技术手段进行监测和控制。

大坝安全监测技术通常包括三个方面:一是对大坝各部位的运行状态进行监测;二是对与大坝周边环境有关的地质、水文等因素进行监测;三是对大坝可能发生的事故进行预防和预警。

对大坝各部位的运行状态进行监测是大坝安全监测技术的核心。

首先,应对大坝结构进行监测,检测其情况,发现异常情况及时处理。

一般情况下,大坝结构监测主要包括物理监测和数学分析两种方式。

物理监测方式包括尺测、应变计、嵌入式荧光光纤等,数学分析方式包括有限元模拟等。

其次,应对大坝底部基础基岩进行监测,检测是否出现裂缝、滑移等情况。

此外,还要对大坝水位、温度、水质等因素进行监测。

对周围环境因素进行监测也是大坝安全监测技术中的重要内容。

大坝周围的地质和水文条件对大坝的安全运行有着非常重要的影响。

因此,需要对大坝周围的地震、测压及雨量、水位等水文条件进行监测。

通过大坝周边地形、地质、水文等因素分析,可以判断出大坝所处风险值,及时发现大坝潜在的隐患问题。

预防和预警则是大坝安全监测技术的第三个重要方面。

通过加强大坝的安全管理、合理控制大坝负荷、以及加强大坝的维护和检修,可以全面预防事故的发生。

同时,也需要在事故发生之前制定完备的预警预案,提前预警,以便人员及时撤离,减少人员和财产的损失。

总之,大坝安全监测技术是大坝管理和维护的重要手段,科学合理地运用和发展,有助于确保大坝安全运行,保障人民生命和财产安全。

关于水库大坝安全监测自动化技术的探讨

关于水库大坝安全监测自动化技术的探讨

关于水库大坝安全监测自动化技术的探讨水库大坝安全是与国家经济、人民生命财产安全息息相关的重大问题,因此水库大坝安全监测自动化技术的探讨具有重要意义。

本文将从当前水库大坝安全监测的现状、自动化技术的应用以及未来发展趋势等方面进行探讨。

目前,水库大坝安全监测主要依靠人工巡查和传统监测设备。

人工巡查存在主观性强,无法实现实时监测等问题;而传统监测设备的覆盖范围有限,且数据处理不便,无法满足现代化监测的需求。

推动水库大坝安全监测自动化技术的发展势在必行。

在水库大坝安全监测自动化技术的应用方面,可以考虑以下几个方面。

可以利用物联网技术,将传感器部署在大坝的关键部位,实时采集温度、应力、位移等数据,并通过网络传输至监测中心,实现对大坝安全状态的实时监测。

可以借助无人机、遥感等技术,实现对大坝的远程巡检、影像分析等工作,提高监测效率。

还可以利用人工智能和大数据分析等技术,对监测数据进行快速处理和分析,从而提前预警可能存在的安全隐患。

未来,水库大坝安全监测自动化技术的发展趋势将更加智能化和集成化。

智能化方面,可以通过引入人工智能技术,实现对监测数据的自动分析和预警,提高监测的准确性和及时性。

可以采用一体化监测系统,集成各类传感器和设备,实现对水库大坝安全状况的全方位监测。

还可以引入云计算和边缘计算技术,实现对监测数据的存储和处理,以及对大坝安全状态的实时监测与分析。

推动水库大坝安全监测自动化技术的发展对于国家经济和人民生命财产的安全具有重要意义。

通过引入物联网、无人机、人工智能等先进技术,可以实现对水库大坝安全状态的实时监测和预警,提高监测效率和准确性。

未来,水库大坝安全监测自动化技术将更加智能化和集成化,为保障大坝安全提供有力支持。

浅谈水库大坝安全检测自动化技术应用

浅谈水库大坝安全检测自动化技术应用

浅谈水库大坝安全检测自动化技术应用水库大坝是水利工程中重要的构筑物,它既可以调节水流、防洪抗旱,又可以发电、供水、灌溉等多种功能。

水库大坝的安全问题一直备受关注,一旦发生大坝溃坝事故,将给周围地区带来严重的灾害。

对水库大坝的安全检测非常重要。

随着科技的发展,自动化技术在水库大坝的安全检测中得到了广泛应用,本文将就水库大坝安全检测自动化技术应用进行探讨。

一、水库大坝安全检测的重要性目前,水库大坝的安全检测主要通过人工巡视和仪器监测两种方式进行。

人工巡视需要大量的人力物力,并且存在一定的安全隐患;而仪器监测虽然能够提高检测的精度和效率,但大多数设备都需要人工操作,不能实现全自动化检测,因此存在一定的局限性。

为了更好地保障水库大坝的安全,自动化技术应用于水库大坝的安全检测已成为一种重要的趋势。

1. 传感器技术传感器是自动化技术的重要组成部分,它可以实时监测大坝的各项参数,并将监测数据传输到监控中心。

在水库大坝安全检测中,传感器可以监测大坝的温度、位移、压力、应力等参数,及时发现大坝的异常情况,并且可以实现远程监测,减少人力物力的投入。

传感器技术的应用大大提高了水库大坝安全检测的精度和效率,为大坝的安全运行提供了有力的保障。

2. 摄像头技术3. 数据分析技术传感器监测和摄像头监测所获得的数据需要通过数据分析技术加以处理,才能得出准确的结论。

数据分析技术可以通过对监测数据的实时分析,及时发现大坝的异常情况,并且可以根据历史数据进行趋势分析,预测大坝的未来运行情况。

数据分析技术可以提高水库大坝安全检测的精度和效率,实现对大坝的全面监测和管理。

三、自动化技术在水库大坝安全检测中的优势自动化技术可以实现大坝的全面监测,监测范围广、精度高,可以及时发现大坝的异常情况,为大坝的安全运行提供了有力的保障。

自动化技术可以实现远程监测,可以将监测数据传输到监控中心,实时监测大坝的状况,大大减少了人力物力的投入。

自动化技术可以提高检测的精度和效率,减少了人为因素的干扰,为大坝的安全运行提供了可靠的数据支持。

大坝安全监测技术探讨

大坝安全监测技术探讨

大坝安全监测技术探讨大坝是人类利用自然资源的重要工程之一,它一方面能够有效地调节水资源,为生产和生活提供必要的水源;另一方面,在防洪、发电等方面也有着至关重要的作用。

但是,由于大坝常常处于高风险状态,如不加强大坝的安全监测,就有可能发生严重的事故,甚至危及人员和财产安全。

因此,大坝的安全监测是非常重要的。

大坝安全监测的主要内容包括大坝结构安全、坝体位移、渗漏监测等。

大坝结构安全是指大坝自身的强度和稳定性,其包括大坝拱墙、坝墩、坝基等的安全监测。

坝体位移是指大坝体积的变化情况,其监测内容包括大坝的沉降、倾斜、裂缝等。

渗漏监测是指监测大坝是否存在渗漏问题,其监测方式包括水压力测量、水位监测、渗漏监测井等。

大坝安全监测的技术手段多种多样,包括地面检测、遥感监测、测量技术等。

其中,地面检测技术是最为基础的一种监测手段,主要针对大坝结构安全、坝体位移等进行监测。

地面检测技术包括使用倾斜仪、沉降仪对坝体进行倾斜、沉降监测;使用位移传感器等对坝体的微小位移进行监测;使用应变计、试验杆等对大坝内部的应力、应变情况进行监测,以此来判断大坝结构的安全状态。

遥感监测技术是最为广泛使用的一种监测手段,主要针对大坝结构安全、坝体位移等进行监测。

遥感监测可通过无人机、卫星等手段对大坝及其周围区域进行高精度、高分辨率的监测。

遥感技术的优势在于可以进行长时间的高精度监测,有效地掌握大坝的安全状态。

测量技术是一种非常精细的监测手段,其主要使用在大坝结构安全监测中。

测量技术可通过精密仪器对大坝的结构数据进行高精度的监测,以此来判断大坝的安全状态。

测量技术包括激光测距技术、全站仪测量技术等,这些技术在大坝监测中发挥着至关重要的作用。

总之,大坝安全监测技术的发展已经成为了保障大坝安全的基础性工作。

随着科技的日益发展,监测技术的推广和应用正在越来越广泛,但是,依然需要加强大坝的安全监测,提高大坝的安全性和可靠性,为人们的安全和生产生活提供更加可靠的保障。

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大坝安全监测技术浅谈摘要:本文论述了不同监测技术的优缺点,阐述大坝安全监测技术发展概况和发展方向,为全面了解大坝安全技术和提高安全监测水平提供参考。

关键词:大坝安全监测;监测技术;监测自动化;资料分析Abastract:This article discussed the merits and shortcomings of different monitoring technology and introduced recent development and future development of dam safety monitoring,provided reference for understanding technology thoroughly and improved technology of dam safety monitoring.Key word:Dam safety monitoring;monitorig technology;monitoring automation;data analysis1 前言国内外大量工程实例表明,对水利水电工程实行全面的监测和监控,是保证工程安全运行的重要措施之一。

同时,将监测和监控的资料及时反馈给设计、施工和运营管理部门,又可为提高水利水电工程的设计及运行管理水平提供可靠的科学依据。

现代化的监测系统,应当具有数据采集、数据管理、对工程安全状况做出实时分析和评价及对其异常或险情做出辅助决策等功能,因此,大坝安全监测系统的包括监测技术、监测自动化技术、资料分析及安全评价技术三部分。

2 大坝监测技术及监测仪器2.1 外部观测大坝外部观测主要只大坝外部变形观测。

变形测量主要采用大地测量、垂线、准直法、静力水准等方法。

监测仪器有水准仪、经纬仪、测距仪、全站仪、垂线坐标仪、引张线、真空激光准直系统、GPS、合成孔径雷达干涉技术等。

常规大地测量是用水准仪、经纬仪、测距仪、全站仪等测量仪器采用水准法、交会法测得大坝垂直和水平位移。

经纬仪和水准仪是传统的外部变形观测手段,从上世纪5O年代起,测绘仪器开始朝电子化和自动化方向发展。

电磁测距仪的出现开创了距离测量的新纪元,电子经纬仪取代光学经纬仪后与电磁测距仪组合就成了智能型全站仪,智能型全站仪集测距、测角、计算记录于一体,并具备自动搜索功能,俗称“测量机器人”,它可真正做到无人值守,操作简便、自动化程度高,尤其适应在地势狭窄、气候恶劣等不适应人工观测的位置使用。

测量机器人观测精度可达1mm+1ppm/0.5〃。

水准仪、全站仪测量原理是利用光波反射,所以常规大地测量需要仪器与测点之间满足通视要求,这是常规大地测量法不足之处。

近年来大地测量法新技术不断出现,主要有GPS 法、合成孔径雷达干涉测量技术等。

GPS是随着现代科学技术的迅速发展而建立起来的新一代精密卫星定位系统。

由美国国防部于1973年开始研制,历经方案论证、系统论证、生产实验三个阶段,于1993年建设完成。

该系统是以卫星为基础的无线电导航定位系统,由三大组成部分,即空间星座部分、地面监控部分和用户设备。

GPS的定位原理是利用空间分布的卫星以及卫星与地面点间进行距离交会来确定地面点位置,从测量的角度看,则相似于测距后方交会。

GPS具有全天候、连续性和实时性定位功能,能提供测点的三维坐标。

目前一般测地型GPS接收机的标称精度为mm+1ppm,实践表明平面位置精度相当好,高程方面稍逊一些,国内工程上通过改进接收机接收方式、多站联测、对电离层和对流层折射进行修正、对天线强制对中等措施,高程测量可达二等水准测量精度甚至更高。

GPS法测量原理类似于后方交会法,因此对于用户设备的GPS接受天线同一时刻可见卫星需在4颗以上,因此地面测点需要满足卫星高度角的要求,山区滑坡监测时滑坡体前缘测点受对岸山体遮挡有时不易满足。

合成孔径雷达干涉测量技术是利用一定时间间隔和轻微的轨道偏离(相邻两次轨道间隔为几十米至一公里左右)重复成像,借助覆盖同一地区的两个SAR图像的相位差来获得地表变形,随着干涉和差分技术的发展,该测量技术精度将不断提高。

由于合成孔径雷达干涉测量技术是利用地球同步卫星载SAR系统,所以不能实现地表位移的连续观测。

垂线法是大坝变形监测的重要手段,用于监测大坝水平位移,分正垂线法和倒垂线法,正垂线法只能测得相对位移,倒垂线法将垂线下端买埋入稳定基岩,可测得绝对位移。

倒垂线法常与正垂线法组合形成正倒垂组,倒垂还常与极坐标法、引张线法结合测量大坝水平位移,此时倒垂作为校核基点。

垂线法读数仪叫垂线坐标仪,垂线坐标仪从人工观测发展到自动遥测,遥测垂线坐标仪从接触式发展到非接触式,非接触式坐标仪从步进马达光学跟踪式到近1O几年发展起来的CCD式和感应式垂线坐标仪。

其中感应式垂线坐标仪具有测试精度高、长期稳定性好、自动化程度高、结构简单、防水性能好、成本低等特点,特别适合在环境恶劣的大坝监测中应用。

正垂线需要设在坝体设孔洞,测孔不易太多,而且需要和倒垂联合使用;倒垂线需要钻孔至基岩,成本较高,一般仅设置少量作为校核基准点。

引张线法用于观测大坝水平位移,双向引张线法自动测量技术可同时测量水平和垂直位移。

引张线读数仪与垂线坐标仪原理一样,除了电容感应式,还有电磁感应式、步进电机光电跟踪式。

真空激光准直测量系统是在激光准直测量基础上消除大气折射影响的一种测量大垂直、水平位移的系统,随着CCD技术及激光图像处理技术的发展,其测量精度和可靠性都有很大提高。

静力水准是监测坝体、基础沉降倾斜的重要手段,因测量要求精度高、长期测量稳定可靠,目前的遥测静力水准仪多采用位移测量方式测量液面变化来获得建筑物变形,主要有电容感应式、差动电感式、步进马达式、钢弦式以及涡流式、超声传感器式遥测静力水准仪。

准直法(引张线、真空激光准直测量)、静力水准等测量方法测得的是相对位移,需要借助大地测量法或者垂线法作为工作基点。

2.2 内部观测大坝内部变形监测项目一般有内部变形、应力应变、渗漏、温度、裂缝等。

土石坝中常需测量内部变形,内部变形包括垂直位移和水平位移,垂直位移主要采用水管式沉降仪、振弦式沉降仪、电测垂直水平位移测量仪等仪器进行观测;水平位移主要采引张线线式水平位移计、测斜管等进行观测。

水管式沉降仪、振弦式沉降仪利用连通管原理测量沉降,因此易受掺气、渗漏影响;引张线式水平位移计易受坝体不均匀沉降的影响。

这三种仪器安装埋设受施工干扰较大,对于大断面坝体无法做到全断面上升,导致仪器必须分段埋设,仪器埋设后无法及时进行监测,其监测成果不能真实反映坝体施工期变形。

电测垂直水平位移测量仪是通过埋设在坝体中测斜兼沉降管,采用活动式测斜仪和电磁式沉降仪进行监测,它可以从填筑施工一开始就进行埋设和监测,对位移进行累加,可获得施工期全部位移情况,但这类仪器埋设时易受施工影响受损,不易埋设好。

大坝应力应变、温度、渗漏、裂缝等项目监测长期以来主要采用差动电阻式和振弦式两类仪器。

差动电阻式仪器又称卡尔逊式仪器,是利用电阻丝变形与电阻比成正比的原理研制成功的,这种仪器具有密封性能好、测试方法简单、可兼测温度等优点,其电缆导线电阻及其变差带来的电阻比测量误差已被五芯观测系统及利用恒流源技术的观测仪表解决,所以差动电阻式仪器已被广泛运用。

但差动电阻式仪器稳定性、耐久性不如弦式仪器好。

振弦式仪器是利用钢弦振动频率随钢丝应力变化的原理制成的,通过电磁铁激振钢弦,测量由磁铁线圈感应钢弦振动频率得知钢丝应变,该型仪器具有精度高、分辨率高、量程大、受环境影响小、可长距离传输、便于进行自动化观测等优点,且传感器可做得很小。

光纤传感器近几年得到快速发展,它是一种集光学、电子学为一体的新兴技术,具有灵敏度高、动态性能好、耐候性好、抗干扰能力强、自动化程度高、可实现分布式测量等优点,其运用已从单一的温度测量发展到渗漏、变形、位移、应力等内容监测。

分布式光纤被认为是目前最有前途的安全监测技术。

3 监测自动化技术3.1 自动化监测内容大坝外部变形可采用垂线坐标仪、引张线读数仪、GPS接收机、测量机器人等方法进行自动化观测;内部应力应变、扬压力、钢筋应力、温度、接缝等主要采用差动电阻式和振弦式传感器仪器进行自动化观测;环境量(水位、水温、气温、降雨量等)通常由水文气象测报系统进行自动化观测。

3.2 自动化结构模式自动化采集系统按采集方式分为集中式、分布式和混合式三种结构模式。

集中式适用于仪器种类少、测量数量不多、布置相对集中和传输距离不远的中小型工程中。

分布式结构测量控制单元可以安装在靠近传感器的地方,传感器的信号不需要传输较远的距离,信号的衰减和外界的干扰可以大大减轻。

分布式体系结构既可适合于传感器分布广、数量多、种类多、总线距离长的大中型工程的自动化监测系统中,也能适合于传感器数量少的小型工程的自动化监测系统中,使用方便灵活。

混合式是介于集中式和分布式之间的一种结构模式。

目前具有代表性监测自动化系统产品有意大利的GPDAS系统、美国的2380/3300和IDA等分布式系统、南京南瑞集团公司的DAMS系统、南京水文自动化研究所的DG系统、北京木联能工程科技有限公司研制的LNIO18—11开放型分布式系统。

东风、二滩、天荒坪、小浪底等工程安装了Geomation2380系统,90年代初岩滩、大化等新建工程安装了南京自动化研究院的集中式系统,1995年葛洲坝安装了南京水文自动化所的分布式系统,1997年新安江、水口等工程还曾安装过南瑞公司的混合式系统。

3.3 测控系统结构模块化测控系统由以前的专用型逐步改变成了模块化通用型结构,根据不同的功能需求,开发不同的功能模块。

如采集系统可采用内部功能模块化、传感器接口模块化的思想,将系统内部功能模块化,接口模块可根据测量传感器类型的不同,相应的配置振弦式、电感式、步进式、卡尔逊式等测量接口模块,可以通过搭积木的方式,组建满足要求的系统,而数据处理系统则可根据测量模块与接口模块的特点,配置振弦式数据处理功能模块、模拟量数据处理功能模块、通信功能模块等。

3.4 通信方式多样化目前大坝安全监测自动化系统的通信方式一般包括有线、无线、卫星、电话线、光纤、GSM/GPRS等多种方式,目前新近投入使用的大坝安全监测自动化系统大都可提供两种或两种以上的通信方式,以方便系统的组网应用。

目前很多系统优先采用光纤通信,不仅提高了通信速率,也提高了系统抗电磁干扰能力和抗雷击能力。

3.5 供电方式多样化目前的大坝安全监测自动化系统为了便于不同场合使用,大都设计了多种电源管理电路,可以利用交流电、直流电、蓄电池、太阳能供电等多种方式给系统供电。

3.6 防雷和抗干扰能力大坝安全监测自动化系统建设的初期,很多系统的工作不稳定、损坏,甚至瘫痪都是由于抗干扰能力不过关,防雷击性能不够好造成的。

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