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。

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。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;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。

基于线阵CCD和CAN总线通信的引张线仪的设计与实现

引张线仪主要应用于大坝等水工建筑物水平位移的长期观测,目前大部分引张线仪都采用RS485的通信方式,将多个引张线仪通过RS485的方式连接,容易出现通信不稳定、易出错等情况,且现场需要通过笔记本电脑连接串口调试助手,按照引张线仪的通信协议编写通信指令才能读取采集数据,这对现场的安装及调试造成了较大不便。本研究研制的引张线仪采用微处理器及线阵CCD传感器,具有采集精度高、无电学漂移的特性;运用蓝牙通信与智能手机APP,解决了现场参数配置、采集数据实时读取不便利的问题;运用CAN总线通信组网的方式,解决了传统通信方式不稳定的问题;采用防潮外壳及驱潮措施,适应水电站等潮湿环境下长期连续工作。研制的引张线仪解决了传统引张线仪的诸多缺点,构建的自动化采集系统为大坝等工程的安全运行提供了保障。

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。

一种振弦差阻复用型读数仪的设计与实现

针对大坝安全监测的读数仪表测量类型单一的问题,研究设计了一种新型安全监测读数仪,可高效地实现对振弦和差阻这两类传感器信号的复用测量。采用了STM32F407VET6作为微处理器,通过设计振弦信号测量、差阻信号测量、通道复用、蓝牙通信、电源控制、人机交互等单元模块,实现传感器信号测量、模式切换、测值展示等功能。测量实验数据和结果表明,所设计的读数仪可实现对振弦和差阻传感器的复用测量,其绝对误差参数均满足现行标准要求。

长江科学院工程安全与灾害防治研究所喜获2项实用新型专利和8项软件著作权

2019年6月,长江科学院工程安全与灾害防治研究所喜获国家知识产权局颁发的"垂线坐标仪自动化标定装置""引张线仪自动化标定装置"2项实用新型专利证书,以及国家版权局颁发的"水利工程安全监督管理云平台""大坝安全监测自动化集控系统""引调水工程安全智能监控系统""水利水电工程安全智能巡检系统""水利水电工程地质灾害监测预警系统""水电站下泄生态流量监测预警系统""水利水电工程排水在线监控系统""水雨情综合监测系统"8项计算机软件著作权登记证书。

长江科学院成功协办2017年全国大坝安全监测技术与应用学术交流会

2017年全国大坝安全监测技术与应用学术交流会于11月24-26日在湖北武汉隆重召开.本次会议由全国大坝安全监测技术信息网主办,长江勘测规划设计研究有限责任公司承办,长江科学院协办,来自全国大坝安全监测设计、施工、运行管理、仪器设备等相关单位的百余名专家学者及代表参会.