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1、2006年第四期总第100期水利水电施工115我国大坝安全监测技术的发展与展望谭恺炎姚红兵(湖北葛洲坝试验检测有限公司湖北宜昌443002)【内容摘要】本文从监测仪器、设计与施工、监测自动化等方面介绍了我国大坝安全监测技术的发展历程、所取得的成就及其发展趋势。论述了仪器选型、仪器保护的重要性,阐述了监测设计与施工中的一些常见问题与建议,指明了大坝安全监测施工走专业化发展道路的方向。【关键词】差动电阻式振弦式五芯观测系统动态监测仪器埋设前,我国大坝安全监测仪器以进口为主,60年代以后,1前言国产监测仪器质量有了较大提高,逐步投入工程使大坝安全监测
2、是近几10年中伴随水利水电工程用,进入80年代后,随着仪器制造技术的进步和现代建设发展起来的一门涉及水工结构、电子仪表、光学工程技术的需求,一些振弦式、差动变压器、电感、电物理、统计数学等多种学科的新兴边缘技术学科。上容式仪器得到了较大发展,从此国产监测仪器进入了世纪70年代以前称为原型观测,这一时期的典型工多元化发展阶段。程如新安江、丹江口、柘溪、刘家峡等,在这些工程中2.1内观仪器都布置了比较系统的观测设施,积累了许多经验。70在我国对大坝建筑物进行内部性态长期监测的年代中期以后,随着科学技术的发展和安全监测人员仪器主要有差动电阻式和振弦式
3、两类。差动电阻式的努力工作,监测仪器、安装埋设技术与质量、资料分仪器又称卡尔逊式仪器,是美国加利福尼亚大学的卡析以及观测成果的应用等都取得了不少进展,尤其是尔逊博士在1932年利用电阻丝变形与电阻比成正比80年代中后期以来,随着电子计算技术的发展与应的原理研制成功的。这种仪器利用张紧在仪器内部用,监测仪器自动化采集系统和资料处理分析技术得的弹性钢丝作为传感部件将仪器感受到的物理量变到了快速发展。这个阶段的工程如葛洲坝、东江、漫换为模拟量,所以国外又称这种监测传感器为弹性钢湾、隔河岩、二滩等,在监测系统的设计、施工等方面丝式仪器。这种仪器具有密封
4、性能好、长期稳定性都有较大改进,也相继采用了自动化监测系统,资料好、可靠度高、测试方法简单、可兼测温度等优点,在方面建立了较完整的电子数据库,在监测仪器方面的我国得到广泛应用,据南京电力自动化设备厂统计,应用开始出现多元化的格局,一些振弦式仪器、差动至今已生产该类型仪器20余万支,是名副其实的卡变压器、电感、电容式仪器以及其它类型的监测仪器尔逊仪器生产大国。但这类仪器由于内阻低导致电得到较为广泛的应用,这些都为大坝安全监测技术的缆电阻及其变差影响测值、仪器灵敏度偏低、测量量快速发展积累了经验、奠定了基础。程较小等缺点,曾一度受到工程设计人员的冷
5、落,可喜的是国内生产技术人员在大量的科研试验基础上2监测仪器发明了五芯观测系统,随后又发明了利用恒流源技术从我国安全监测技术的发展历程看,可以说是伴的观测仪表,彻底消除了电缆导线电阻及其变差带来随着监测仪器的发展而发展的。上世纪60年代以的电阻比测量误差,使得差动电阻式仪器重获新生,收稿日期:200-12-30作者简介:谭恺炎(1968-),男,总工程师,高级工程师,从事大坝安全监测专业16年;姚红兵(1966-),男,监测中心副主任,工程师,从事大坝安全监测专业18年。116我国大坝安全监测技术的发展与展望也有力地推动了我国大坝安全监测工作健
6、康发展,可2.2外观仪器以毫不夸张地说,由于五芯测量原理的应用,我国差外观仪器除了水准仪、经纬仪、测距仪、全站仪等动电阻式仪器系统的技术性能一跃而成世界领先水测绘仪器设备外,还常用到垂线坐标仪、引张线、真空平。近年来,一些特殊用途、具有特殊性能的差动电激光准直系统等。阻式仪器相继被研制出来,如大量程、大弹模、耐高水从上世纪50年代起,测绘仪器开始朝电子化和压的传感器等。更有研究人员对该型仪器进行了动自动化方向发展,首先是测距仪器的变革。电磁测距态性能测试,证明差动电阻式仪器的动态性能很好,仪的出现开创了距离测量的新纪元,以激光、红外光其频响范围
7、可达100～300Hz,而大坝等水工建筑物的以及其它光源为载波的光波测距仪和以微波为载波谐振频率一般较低,约10Hz左右。这样,差动电阻式的微波测距仪统称为电磁测距仪,它与传统的钢尺、仪器系统的应用为今后大坝动态监测提供了便利。基线尺量距相比,具有精度高、作业迅速、受地形气候振弦式仪器是利用钢弦振动频率随钢丝应力变影响小等优点。随着光电技术和电子计算技术的发化的原理制成的,通过电磁铁激振钢弦,测量由磁铁展,电磁测距仪正朝小型化、智能化与多功能方向发线圈感应钢弦振动频率得知钢丝应变,所以又称钢弦展。电子经纬仪取代光学经纬仪后与激光测距仪组式仪器。
8、该型仪器具有精度高、分辨率高、量程大、受合,利用安装在仪器内部的集成度很高的计算芯片,环境影响小、可长距离传输、便于进行自动化观测等在实际测量时只需将
