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潜在地质灾变体监测系统在输电线路的应用

主题:水质监测传感器 下载地址:论文doc下载 原创作者:原创作者未知 评分:9.0分 更新时间: 2024-01-25

简介:关于本文可作为相关专业监测传感器论文写作研究的大学硕士与本科毕业论文监测传感器论文开题报告范文和职称论文参考文献资料。

监测传感器论文范文

水质监测传感器论文

目录

  1. 一、引言
  2. 二、系统总体方案
  3. 三、监测传感单元工作原理
  4. 1.静力水准仪
  5. 2. 固定测斜仪
  6. 四、现场主控单元
  7. 五、数据处理中心
  8. 六、结束语
  9. 1.
  10. 2.林瑞荣,广东茂名供电局工程师.
  11. 3.郭兆华,广东茂名供电局工程师.
  12. 4.刘万招,中国航天科工深圳(集团)有限公司工程师.
  13. 水质监测传感器:澳大利亚:微型传感器监测蜜蜂的行为

(1.茂名供电局,广东 茂名 525000;2.中国航天科工深圳(集团)有限公司,广东 深圳 518034)

摘 要: 传统地质灾害监测采用人工巡视,根据现场地质环境进行灾害评估的方法,无法实现对缓慢性地质灾害的监测.论文设计了一种潜在地质灾变体监测系统,用于实时监测输电线路的地质情况,掌握和预测输电线路的地质变化,为输电线路地质灾害的预防和治理提供科学指导,从而达到减灾目的.系统采用静力水准仪和固定测斜仪实现垂直方向和水平方向的位移监测,并将监测信息上传到数据监控中心.监控中心通过分析现场数据可以呈现出地质灾害的变化趋势,对未来可能造成的危害进行预测.

关键词:地质灾变体;监控系统;输电线路

一、引言

水质监测传感器:澳大利亚:微型传感器监测蜜蜂的行为

随着在复杂地质体中进行重大工程建设的情况日益增多,人为地质灾变体不仅在规模上越来越巨大,而且结构越来越复杂.崩塌、滑坡和泥石流等突发性地质灾害发生频度和造成的损失不断加大,地面沉降、海水入侵等缓慢性地质灾害的范围逐渐增加.地质灾害已经成为严重制约我国经济发展的重要因素之一.因此,需要运用适当的、有效的和经济可行的监测措施,做出科学的监测预报,最大程度地减少地质灾害带来的损失.

目前,国内大部分地区对突发地质灾害的预警预报主要依靠人工巡查和群测群防相结合的技术手段,没有建立起协调统一的灾害监测、预测、预报体系.随着电子技术、计算机技术、信息技术和空间技术的发展,国内外地质灾害调查、监测方法和相关理论在逐渐向地质灾害监测领域进行渗透.

本文介绍了一套地质灾变体监测系统,用于监测输电线路走廊复杂的地质变化,预防地质沉降、塌方等造成杆塔倾斜、下陷、倒塔等事故的发生.系统可以全面监控地质倾斜,地质下陷等潜在地质灾变体,动态获取其变形破坏信息和灾变诱发因素信息等.通过对变形因素、相关因素及诱因因素信息进行智能分析处理,对变化趋势做出判断,可以起到提前预警的作用.

该系统的应用使电力系统在地质灾害的监测、预报及早期警报方面有了一套系列化的、技术先进的、实用性强的仪器设备,为灾害治理的前期工作提供了先进有效的物探及遥感勘查手段,保证输电线路正常、安全运行,具有很高的社会效益和经济效益.系统设计充分考虑到现场使用环境(野外、山区等)、行业现状、野外现场监测信息的传输方式,充分利用公用网覆盖广、普及率高、维护成本低的优势,有效而经济地实现现场监测数据的远距离传输.

二、系统总体方案

地质灾变体监测系统由后台数据处理中心、现场主控站点、现场监测单元、供电单元和无线网络等组成.其系统组成示意图如图1所示.现场监测单元负责采集监测点的垂直位移和水平位移.垂直位移通过静力水准仪测量,水平位移通过固定测斜仪测量.现场主控站点是现场仪器的管理中心,完成监测数据的预处理、暂存、发送等,然后通过GPRS无线方式将监测数据上传至数据处理中心.数据处理中心实现对各现场主控站点管理、数据库存储、监测数据分析、监测成果报表输出等.

现场监测单元包含的传感器的种类和数量可依据区域规模(范围、监测点数量)的不同而进行灵活搭建,组成一张覆盖目标区域的监测网.

三、监测传感单元工作原理

1.静力水准仪

静力水准仪是一种精密液位测量系统,该系统设计用于测量多个测点的相对沉降.在使用中,系列传感器容器均采用通液管连接,每一容器的液位由一精密振弦式传感器测得,该传感器挂有一个浮筒,当容器液位发生变化时,浮筒所受到的浮力即被传感器感应.在多点系统中,所有传感器的垂直位移均是相对于其中任意一点(这一点又叫基准点)的变化,该点的垂直位移应是相对稳定的或者是可用其它人工观测手段来进行确定,以便能精确计算静力水准系统各测点的沉降变化.静力水准仪的组成示意图如图2所示.

传感器通气管一端接有干燥管的可定为系统的第一个测点,传感器通气管和储液筒连接在一起的可定为系统的最后一个测点.通气管的作用是使所有容器内液面以上压力保持恒定,整个通气系统应相互连通并仅在一点和大气连通.为避免结钙,在系统内应充入纯净水,可通过任意储液筒对系统充液.如果系统所处的环境温度有可能下降到零度以下,可在纯净水中加入一定比例的防冻液.对于不需要防冻的地区,为防止系统液体滋生藻类,建议将待充入的液体内添加硫酸铜,添加的比例为0.05%~0.1%.硫酸铜不具有腐蚀性,且具有较好的防腐性能,同时可有效抑制藻类的滋生.

静力水准仪测试沉降的计算方法:

静力水准仪读数越大,表示振弦的张力愈大,即悬挂在传感器上的浮筒所受到的浮力越小,液位愈低.一般情况下,传感器读数通常在6000~11000字之间.对于一台工作正常的静力水准仪,相对本身而言,当读数增大时意味着容器内的水位降低,反之则表面容器内的水位升高.对接入系统内的多支传感器中任意一个测点而言,当读数减小时,表示测点产生沉降,反之表示抬升.

系统中任一特定容器(储液筒)液位变化可按下列公式沉降量计算:

ΔLx 等于 (R1x-R0x)×Gx-(R0Ref -R1Ref) ×GRef

其中:

ΔLx : x测点容器的液位变化

R1x : x测点容器当前读数

R0x : x测点容器初始读数

Gx : x测点容器传感器系数(由传感器的率定表上给出其系数)

R0Ref : 基准点容器的初始读数

R1Ref : 基准点容器的当前读数

GRef : 基准点容器传感器系数

注:ΔLx为负值时表示沉降,为正值时表示升高.

例如:一套4点系统的初始读数(3点活动,1点为参照点)见表1.后来每一个容器的读数(即当前读数)见表2.

智能采集仪计算得到容器 2、3、4的升降变化为:

ΔL2 等于 (R12-R02)×G2-(R0Ref -R1Ref)×GRef

等于(7813-7858)×(﹣0.045335)-(7118-7163)×(﹣0.045670)

等于﹣0.015075mm(基本无变化)

ΔL3 等于(R13-R03)×G3-(R0Ref -R1Ref)×GRef

等于(8628-7967)×(﹣0.045441)-2.05515

等于﹣32.091651mm(沉降)

ΔL4 等于(R14-R04)×G4-(R0Ref -R1Ref)×GRef

等于(7637-8028) ×(﹣0.045199)-2.05515

等于 15.617659mm (升高)

2. 固定测斜仪

该装置内部有2组MEMS传感器密封在壳体内部.传感器上部有一个安装支架,可与滑轮组件固定.一个滑轮为定滑轮(固定轮),另一个滑轮具有弹性,保证传感器在有槽的测斜管内位置居中,并可沿测斜管向下滑动,且不会整体旋转.传感器下端有一个突出的部件,可与连接杆固定.电缆由测斜管的管口引出.双轴传感器装有两组MEMS传感器,互成90°,可以测量两个方向的位移.安装时,需将某一方向与监测点水平位移方向保持一致,并记录下来,以便得出正确的监测数据.

将固定测斜仪的一端固定在地质稳定的地基,以此为参考点,并在安装完成之后将传感器高度值和初始值记录下来.当监测点地质发生倾斜后会使传感器输出值改变,后台数据处理中心根据前后的数据变化和传感器高度值即可得出该监测点的水平位移量.安装示意图见图3.

偏移量(扰度)计算方法:

顶部偏移量等于各段偏移量的总和.每一段的偏移量可通过Lsin(计算得出.这里L是两只传感器之间的长度,θ是这段传感器测得的垂直面方向的偏移角度.将每段的偏移量累加,即得出测斜管管口的偏移量.如图4所示.

按照公式2计算:

D4 等于 L1sinθ1+ L2sinθ2+ L3sinθ3 + L4sinθ4

四、现场主控单元

现场主控站点主要作用是对现场传感器进行管理,完成监测参数的采集、预处理、暂存、发送等.

内嵌的测量模块内含微处理器、实时时钟、非易失性存储器、A/D转换器等,用于实现系统的自检、测量与控制、测量数据存储、数据通讯、内部电源管理等.

现场主控单元采用光伏电池供电,以适应野外无外接电源的环境.利于GPRS方式实现与数据处理中心的无线通讯,在一些无GPRS信号覆盖的区域可采用小无线自组网接力传输的方式.

五、数据处理中心

数据处理中心采用Win Server 2003操作系统、流行的Oracle 10g数据库平台和J2EE开发平台,最终通过WEB界面友好地供用户使用.

它将现场主控单元发送上来的监测数据进行人机界面显示.主要实现设备档案管理、权限管理、数据存储等功能.其中设备档案管理主要对各安装点设备的设备号、通道状况等进行管理;权限管理对各管理人员的管理权限进行设置,分别为浏览、控制、设置三个级别;数据存储是将信息以固定格式存入数据库,以报表、曲线等方式对信息进行统计、分析.后台监控界面和位移曲线如图5和图6所示.

六、结束语

将地质灾变体监测系统应用在输电线路中,可以实时监测架空输电线路的地质沉降情况,通过对监测数据的分析,起到提前预警的作用,从而保护了架空输电线路的安全,使电力设备能够长期可靠运行,具有很高的社会效益和经济效益.

参考文献:

\[1\]段富凯,漆小秋. 深部位移监测技术在滑坡抢险中的应用[J].山西建筑,2009,(2):121~123.

[2]殷跃平. 中国地质灾害减灾战略初步研究[J].中国地质灾害与防治学报,2004,(6):1~8.

[3]刘友勤,梁祥. 基于地质灾害的现状与防治措施的探讨[J].工程技术,2011,(2):134~135.

[4]邹双朝,李端有,周武,韩贤权. 地质灾害变形监测系统开发及应用[J].地理空间信息,2010,(4):66~68.

作者简介:

1.

何锦雄,广东茂名供电局工程师.

2.林瑞荣,广东茂名供电局工程师.

3.郭兆华,广东茂名供电局工程师.

4.刘万招,中国航天科工深圳(集团)有限公司工程师.

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水质监测传感器引用文献:

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