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水電大壩、江河堤壩、輸水管道以及其他一些水利設施如水閘等常修建在各種各樣的地質、地形及水文環境中,承受著靜水、動水、滲水等各種作用,工作條件十分復雜,由于客觀條件的復雜以及技術水平的限制,即使精心設計,精心施工也無法做到盡善盡美,萬無一失,隨著時間的推移以及環境的不斷變化,這些設施還會變形、老化,因此必須從一開始就對他們進行監測監控,隨時掌握它們的變化動態,及時發現不安全現象,真正做到防患未然。

   

                  水電大壩                            水電大壩健康監測示意圖


多數水利設施往往范圍廣、環境惡劣、地質條件復雜,因此能否實現有效監測關鍵在于使用的技術條件和手段,傳統的監測技術是無法從根本上滿足監測需求的,特別是傳統的電信號監測技術,無法在曠野長期大范圍的做實時在線監測。

   

 

                      輸水管道維修                            輸水管道健康監測示意圖


隨著技術的不斷進步,特別是光傳感技術的不斷成熟,采用光傳感技術用于水利水電方面的健康監測已經被逐步接受,尤其是光纖光柵傳感技術的應用,從根本上解決了傳統電信號技術不能解決的難題,由于光纖光柵傳感器是一種光波長檢測技術的無源傳感器,無需供電,抗任何電磁干擾,可以長距離、大面積、長時間的在各類惡劣環境中工作,因此特別適合在水利水電以及水務領域從事安全監測。

根據行業規范和監測要求,目前可以滿足水工條件的光纖光柵傳感器器件有:溫度計、應變計、鋼筋計、位移計、無應力計、滲壓計、土壓計、錨桿測力計等,可采用光纖光柵傳感器監測的項目有:

分類

傳感器名稱

位移監測

光纖光柵土體位移計

光纖光柵位移計

光纖光柵傾斜計

滲流監測

光纖光柵土壓計

光纖光柵滲壓計

應變監測

埋入應變傳感器

光纖光柵FRP智能錨桿

管網滲漏

光纖光柵溫度計










防汛墻結構安全健康監測


壩體內的光纖光柵傳感器無需供電,傳感器可串連使用,構成監測網絡,現場傳感器信號可通過光纜直接遠距離傳輸到控制室,光纖光柵傳感系統可采用雙光纖布設傳感器,即使傳感器間光纖斷開也不影響其他傳感器的運行。傳感器與數據采集設備之間的數據均采用光纖傳輸,抗干擾能力遠高于電纜。   

此外水務部門的閘門啟閉狀態的監測也很重要,閘門關閉不及時,會形成漏水、滲水,閘門不能閉合,會形成潮水倒灌,為了了解閘門的啟閉狀態,建立一套閘門監控系統很有必要。因此采用光纖光柵技術做成的閘位計就能很好的滿足閘門監測的需要。

     

 

閘位計示意圖              移門及閘位計的安裝         拍門及開位計的安裝


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