大坝安全监测智能感知与智慧管理技术研究及应用

水库大坝安全监测是工程安全的重要保障措施,亟需结合新一代信息技术,提升大坝安全监测能力。系统总结了长江科学院近年来在大坝安全监测智能感知与智慧管理技术方面的研究及应用工作,通过研发系列化智能传感器、智能采集单元和物联网感知平台,建设统一的大坝安全监测数据资源池,开发通用化安全监测云服务系统,搭建专业数据挖掘平台和综合可视化应用,实现了大坝安全监测数据感知、传输、管理、分析及展示全链路应用,形成了大坝安全监测全生命周期智慧解决方案。研究成果已在乌东德、溪洛渡、向家坝、大藤峡等100余项水利水电工程中成功应用,为保障工程建设及运行安全发挥了重要的支撑作用,具有很好的推广应用前景。     

基于LPC2294的便携式汽车车轮测量仪的开发

针对汽车车轮产品开发和车轮维修等场合的需要,开发了便携式汽车车轮测量仪,测量仪以LPC2294为微控制器,uC/OS-Ⅱ为操作系统,MiniGui为图形界面系统,运用位移传感器和编码器,能完成车轮的跳动、压配偏距测量和谐波分析,能储存100个车轮的测量数据,适用于多品种汽车车轮的测量,系统采用模块化设计,便于移动和携带,功能强大,具有广阔的应用前景。     

基于线结构光的三维垂线位移测量方法

垂线测量法是观测大坝变形位移的一种简便而有效的方法,在实际大坝变形监测中得到广泛应用。 针对现有垂线坐标 仪大多只能测量垂线二维位移且结构复杂的问题,本文提出了一种基于线结构光的三维垂线测量方法。 基于垂线测量中垂线 方向不变,利用线结构光测量原理实现垂线三维位移测量。 首先,本文采用线结构光测量获取垂线二维位移,然后基于垂线上 固定标志点的成像光线和垂线相交于一点的事实,综合垂线二维测量结果和通过相机内参数恢复的固定标志点成像光线方程, 实现垂线三维位移测量。 实验结果表明,本方法在水平面内 Y 方向上的位移测量精度为±0. 1 mm,在水平面内 X 方向和竖直 Z 方向上的位移测量精度达到±0. 05 mm,测量范围为 0~ 80 mm。 相较目前垂线位移测量方法,本文方法垂线位移测量精度和测 量范围更高,且测量结构简单。     

地下水封石洞油库开挖爆破网络管理信息系统设计

本文在地下水封洞库爆破施工技术规程的基础上,提出了基于分布式数据库技术和无线传感器网络技术的地下水封洞库爆破施工信息化解决方案,即建立一套分布式数据库为数据存储方式,采用无线网络作为数据传输和共享平台的地下洞库爆破开挖管理信息系统,实现爆破设计、爆破器材、爆破作业、爆破控制、爆破监测、爆破评价的信息管理和共享。研究所得成果可供类似开挖爆破工程提供参考。     

基于频谱反馈的振弦传感器自适应激励策略研究

振弦式传感器的激励是保证振弦传感器可靠测量的前提。文章针对工程中因振弦传感器激励不可靠导致的测量问题,开展了激励效果影响因素的分析与实验研究;根据低压扫频激励方式涉及的激励波形、激励步长、激励范围、激励次数等影响因素分析和实验结果,设计了预激励、分段激励和复激励三阶段,结合基于FFT的频谱测频方法,形成激励输入与测量结果输出的闭环反馈和评价机制,实现了振弦传感器的自适应激励;文章以卡槽式结构的振弦式应变传感器为例,证实了所提出的激励策略相较于其他策略,可有效改善振弦传感器的激励质量,提高振弦传感器测量的可靠性和准确性。     

水利水电工程施工爆破振动监测新技术及应用

总结分析了目前水利水电工程施工爆破振动监测技术的现状及发展趋势,结合水利水电工程施工爆破中振动监测的特点和要求,开发了基于物联网的爆破振动监测新技术,设计并研制了爆破振动无线监测系统,并应用于金沙江上游向家坝水利枢纽施工爆破的振动监测中。应用结果表明,基于物联网的爆破振动无线监测系统能够大大降低人工现场布线工作量,组网灵活,综合成本低,可广泛应用于水利水电工程爆破振动监测,具有较大的应用前景。     

工程爆破振动无线网络化记录仪设计

针对工程爆破振动记录仪不断提出的新要求,利用无线网络技术,设计了新一代的工程爆破振动无线网络化记录仪。记录仪采用ARM为主控芯片的嵌入式操作系统,关键技术在于内嵌移动通讯模块无线实时传输爆破数据,用户仅需在终端用户界面登陆即可获取爆破现场的实时数据,并能在线远程设置爆破记录仪参数。工程爆破振动无线网络化记录仪实现了对爆破振动的无线实时监测,大大降低人工现场布线工作量,组网灵活、可扩展性好、综合成本低,可广泛应用于各个领域的工程爆破振动监测。     

不连续Pt薄膜对ITO薄膜气敏特性的影响

在320℃时,如氧化铟锡(ITO)薄膜暴露在乙醇气氛中则其电阻急剧下降。利用直流平面磁控反应溅射的方法在约1Pa的氧与氩的混合气体中溅射铟锡合金制备了ITO薄膜。如果在ITO薄膜表面沉积一层不连续的Rt膜,薄膜对乙醇蒸汽的检测灵敏度大大提高,而且工作温度下降。本文就制备工艺对薄膜检测灵敏度的影响做了一些探讨,并且对Rt膜的作用进行了讨论。     

基于双微处理器的传感器自动采集装置设计与实现

随着堤坝、桥梁、建筑等工程监测技术的不断发展,功能简单、通道类型单一、自动化程度低的采集装置已不能满足工程监测的系统需求。设计了以STM32F407VET6为核心处理器且具有人工比测功能的传感器数据自动采集装置,集中控制传感器的信号采集、数据存储、数据传输,任意通道均可测量振弦式、差动电阻式、标准电压或电流、数字信号等类型的传感器。并通过人工比测模块中第二微处理器的独立运用,支持读数仪数据接入、人工比测、数据实时比对及显示,提高了硬件系统的集成度和智能化程度,实现同一装置自动采集、存储、传输及人工比测多路不同类型的传感器信号。