基于真空激光准直监测系统的大量程CCD坐标仪的研制

分析了真空激光准直监测系统中图像采集出现畸变对测量精度的影响。设计了一种适用于其系统的大量程CCD坐标仪,介绍了该坐标仪的结构组成、测量原理、测量电路及图像分析方法,通过实际应用说明此结构测量精度高、稳定性好。此坐标仪结构简单、易于实现,适合于真空激光准直系统的监测。     

大量程步进式垂线坐标仪的研制

步进式变形监测仪器具有长期测量、测值稳定、可靠性高、测试原理简单、适用范围广等优点，在中国的大坝安全监测领域得到了广泛应用，但大量程步进式变形监测仪器的研制很难。文中介绍了一种新型步进式垂线坐标仪，该垂线坐标仪在引入独特的结构设计、先进的电子测量技术和优化的电机驱动控制策略的基础上，很好地解决了大量程工况下的高精度测量问题。     

新型光电式静力水准仪的研制

本文设计了一种基于线阵点光源测量原理的大量程光电式静力水准仪,详细介绍了其测量原理、结构及测控电路,并通过试验验证了本设计的可行性和可靠性。仪器采用特殊设计的浮子导向装置和光电传感部件,解决了传统光电式静力水准仪装配复杂、测量精度低、在潮湿环境中可靠性差的问题,通过线阵点光源测量原理的应用,无需镜头,不仅解决了潮湿致使镜头发霉的问题,而且提高了测量范围。仪器通过了电力工业电力系统自动化设备质量检验测试中心的型式试验,各项指标均符合设计要求。     

基于大坝监测系统钻孔施工

倒垂线坐标仪是大坝变形监测的重要手段,测量精度较高、仪器结构简单、测量成本低、测量环境的防水性能好、自动化程度高,同时长期稳定性好,尤其适合应用在大坝监测恶劣环境。除了对可靠的监测仪器的成功选择,一个水利工程项目的安全监测系统不可或缺的还有气良好的设计和施工监控。结合工程实例,重点分析了倒垂线坐标仪在大坝监测系统钻孔施工中的应用。     

步进式变形监测系统即将投入三峡工程应用

三峡工程将在2003年蓄水发电,为了在蓄水之前准确可靠地测出变形基准值和变形数据,长江委综合勘测局和三峡总公司监测中心非常慎重地进行了长达一年多的现场试验.试验是在三峡工地的永久船闸高边坡5#排水洞进行的,有3种变形监测仪器参加试验,即电容式坐标仪和引张线仪;电磁式坐标仪和引张线仪;步进式坐标仪和引张线仪.通过一年多的试验最后选定后二种签定了订货合同. 首批进入三峡工程的步进式坐标仪是STC-100型,测量范围达到100mm,测量精度0.1 mm,分辨力0.01 mm.这种仪器和垂线钢丝无任何接触,是真正的非接触式仪器,有两根固定在坝体上的测量基准杆以保证资料连续和准确可靠.用于步进式坐标仪测量的是MCU-2M型测控装置,根据三峡总公司要求,不仅要求接入步进式变形监测仪器,还要担负测量静力水准仪的使命,蓄水初期运行时利用它的自动化测量功能和存储功能,实现监测数据的自动采集.供货单位南京水利水文自动化研究所大坝监测分所正在为提供这批高质量产品而紧张工作这批产品完全按最新颁布的SL268-2001大坝安全自动监测系统设备基本技术条件及该所的产品标准进行严格检验,以保证产品质量,为三峡工程的安全监测做出应有的贡献. (达捷公司李旦江)     

基于图像识别的无标尺水位测量技术研究

针对传统人工读取水位标尺效率低和现有基于水位标尺进行图像处理获取水位的环境适应性差、水位标尺量程短等问题，提出一种基于图像识别的无标尺水位测量技术。该技术无需借助水位标尺，仅需对水位进行标定；将采集到的水位图像输入U-net神经网络进行训练，得到水体区域和非水体区域的图像语义分割模型；借助图像识别获取水位线坐标；最后根据水位标定的数学模型，采用线性插值和坐标拟合的方法计算水位。试验结果表明，该技术环境适应性强，昼、夜间的水位测量误差均小于1 cm。采用该技术可以实现河道、水库等大量程的水位实时测量。     

水电站地下隧洞施工测量

介绍了水电站地下隧洞施工测量的技术和方法以及在施工测量中的安全事项,并且探讨全站仪以及断面测量仪等仪器在水电站地下隧洞施工测量中的具体应用,特别是在施工放样中在洞轴线坐标的转换,洞室开挖方向线的放样以及特殊地下放样中的具体应用。     

步进式变形监测仪器的研制及应用

:SWT型系列步进式引张线仪及STC型系列步进式坐标仪具有测量精度高、测值连续可靠、故障率低等优点。用这种仪器对葛洲坝二江泄水闸、碧口水电厂、陈村水电站等 10余座大中型水电站大坝进行了变形监测 ,证明该仪器不但能够满足监测精度要求 ,而且性能长期稳定     

LN2002A型光电式(CCD)垂线遥测坐标仪

LN2002A型光电式（CCD）垂线遥测坐标仪是采用国际先进技术开发的用于基础与建筑物水平位移变形观测的新产品，可用于大坝、桥梁等建筑物的水平位移变形观测。该仪器是利用光电耦合器件CCD作为位移的检测单元，由于CCD的输出为直接数字信号，故没有感应式坐标仪的“零漂”问题。仪器结构简单，仅由平行光照明系统、光电耦合器件电路、电源、机架等部分组成，没有任何可动元件．是真正的非接触测量，属于最新一代的垂线．引张线坐标仪。意大利ISMES、瑞士HUGGENBERGER、加拿大ROCTEST等多家著名公司已纷纷推出基于该原理的新产品。     

电波流速仪在明渠截流水文监测中的应用

介绍了电波流速仪的测量原理和比测试验分析情况,以及在三期截流龙口流速监测中的应用效果.电波流速仪应用于三峡明渠截流,是ADCP等先进仪器设备的重要补充方案,在实际测量中取得了较好的效果,测到了截流合龙全过程最大水面流速资料,其成果经分析合理可靠.同时,电波流速应用于截流龙口这种复杂水域,也拓展了该仪器的应用范围,为今后推广应用该仪器提供了实例.     

潘口水电站混凝土面板堆石坝坝体优化设计

潘口水电站原料场由于料源不足以及石料质量不理想,需要进行变更。介绍了料源变更的理由和新料源的选择过程。根据实际情况,在不改变原设计剖面条件的情况下,修改了坝体填料分区,并对变更后的大坝混凝土面板堆石坝进行了安全监测。监测结果表明,枢纽工程基本处于稳定状态,面板堆石坝的坝体填筑材料分区设计是合理的。      

基于 BP 神经网络的大坝新多测点位移模型

大坝位移监测资料分析大多以单一测点得到的数据建立模型,这种单测点模型无法反映大坝作为一个整体各点位移之间的相互联系,也就不能真实地反映坝体的整体安全性态。为此,将多个同源测点联合考虑,通过测点之间的相关性对目标测点建模,再通过该模型推求未布置测点位置的大坝位移值,为推求大坝整体单向位移创造条件。经实例验证,这种新模型在对目标测点的位移预测和补全缺失数据两方面相对常规的单测点模型效果更佳,而且在对未知点的位移值进行预测方面也具有良好效果。     

步进光电式变形监测仪器的长期应用

为了解步进光电式变形监测仪器的长期应用情况,根据17年的长期应用,分析典型倒垂线测点的166组观测数据,结果显示自动化与人工比测的规律一致,两者差值符合正态分布规律,基准长度测值的离散性较小,没有趋势性变化,其他测点也有相似的规律。在工程运行单位的有效管理之下,步进光电式变形监测仪器及其自动化系统在水工环境下保持高精度长期正常运行,满足大坝安全监测的需要。     

基于变折射率透镜原理的水波控制方法

通过理论推导和数值模拟验证,对基于变折射率光学透镜原理设计特殊变密度流体域来控导水面波的机理开展了研究。研究结果表明,依据让光线转向的Eaton透镜设计的变密度流体域可以让平行入射的水面波转向传播,使得下游区域的波浪强度明显减弱,从而减轻涉水工程受到波浪影响;而依据让光线聚焦的Luneburg透镜设计的变密度流体域可以让平行入射的水面波聚焦于一点,使得该点波浪强度显著增强,进而利于波浪能的收集利用。进一步分析表明,根据具体工程需求和现场条件,设计和布置不同大小和功能的变密度流体区域,从而实现对水面波的调控是具可行性的。该理论和方法可为水利和海洋工程中制定波浪的防范和利用措施提供新的思路。     

南水北调工程秦岭水源区保护与监测

阐述了秦岭及其水资源对当地社会、经济可持续发展和南水北调工程的重要意义;探讨了秦岭水源与生态环境的关系和水环境存在的问题,并就此提出了水源保护的策略,即恢复植被、控制旅游景区过度开发、治理污染、创建人工生态系统等;最后,针对秦岭水环境现状,较为详细地提出了水源保护监测的内容及方法.     

输水隧洞动态监控指标拟定方法

为确保输水隧洞工程运行期的安全,需针对工程特点建立有效的动态监控指标。在分析研究输水隧洞监测方法、工程运行安全影响因素的基础上,选择内外水压力、温度、隧洞衬砌混凝土和围岩变形等影响因子,构建输水隧洞安全监控指标模型,按照置信区间法原理拟定监控指标。将长时段监测数据分段分析处理,同时引入移动平均滤波算法,提出了输水隧洞动态监控指标的拟定方法。实例计算结果表明,所提出的方法能确定测点的动态监控指标。     

基于BOTDA的光纤分布式传感温度补偿

布里渊光时域分析(Brillouin Optical Time Domain Analysis, BOTDA) 利用了布里渊受激放大特性,在测量精度和空间分辨率等方面有独特的优势。在应用基于BOTDA的分布式光纤传感技术对结构应变进行监测时,存在布里渊频移对应变和温度交叉敏感的问题。为了消除温度对应变监测的影响,基于BOTDA原理提出了一种温度补偿方法。结果表明该方法可通过附着成一体的应变和温度传感光纤的换算得到消除温度影响后的应变,无需得到待测物温度场,布设安装和数据处理均较方便,温度信息同步性和环境适应性较佳,且成本低廉,与现有温度补偿方法相比具有显著优势。通过对比室内水浴试验和某排水泵站现场试验的结果,可知基于BOTDA的光纤分布式传感温度补偿方法是有效的。     

葛洲坝水利枢纽监测评估

葛洲坝水利枢纽安全监测设施系统庞大、项目全、测点多、分布广 ,运行 2 0年来 ,首次对安全监测设施进行了检查、维护和鉴定 ,明确报废项目或继续观测、补充、完善和更新项目 ,同时提出关键监测部位和重点监测项目     

丹江口水库水面蒸发监测站的建设及运行

针对丹江口水库水面蒸发量无实测资料,国内水面漂浮蒸发站无成熟自记仪器的现状,从水文监测的专业角度介绍了水面漂浮蒸发站的选址方案和监测参数的选择方案,从现代传感器、通信、计算机技术的角度提出了蒸发量及相关参数信息的采集与传输方案。根据该方案建成的丹江口水库水面漂浮蒸发站于2017年元月建成,运行将近半年,系统运行稳定,设备自记数据与人工观测数据吻合良好,证明该监测方案是科学可行的,并根据实测情况提出了完善建议。     

LabVIEW在水源地远程监控系统中的应用

针对偏远地区水源地分散,需要人工现场控制、难以管理的现状,设计了一种基于LabVIEW的无线远程监控系统。系统采用Modbus协议,通过RS485总线实现现场设备通信,然后经过串口服务器,通过无线局域网实现PLC与电量模块和上位PC机的通信。上位机采用LabVIEW软件开发了监控界面。该系统可以实时监控供电系统的相电压、线电压等电量参数,同时还可以实时监测水泵的工作状态。实践证明系统实现简单、通讯可靠,而且具有很好的扩展性。