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詳解港珠澳大橋背后的傳感器黑科技

2018-10-25

備受矚目的港珠澳大橋正式開(kāi)通,,這座世界上最長(zhǎng)的跨海大橋注定成為全球關(guān)注的焦點(diǎn),。港珠澳大橋?qū)⑾愀邸⒅楹:桶拈T(mén)三地緊密的連接在一起,,總長(zhǎng)約55公里,,是粵港澳三地首次合作共建的超大型跨海交通工程,。籌備6年,,建設(shè)9年,,港珠澳大橋歷時(shí)足足15年,它的建成有很多的黑科技在背后支撐著,,其中先進(jìn)的傳感器技術(shù)是實(shí)現(xiàn)和保證港珠澳大橋正常運(yùn)轉(zhuǎn)和安全的基礎(chǔ)之一,。

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(中文國(guó)際頻道報(bào)道港珠澳大橋的正式開(kāi)通頁(yè)面,圖片來(lái)源于視頻截圖)

港珠澳大橋不可或缺的傳感器黑科技

名稱:高精度傾角傳感器

作用:實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

傾角傳感器又叫傾斜儀,、測(cè)斜儀,、水平儀、傾角計(jì),,經(jīng)常用于系統(tǒng)的水平角度變化測(cè)量,,水平儀從過(guò)去簡(jiǎn)單的水泡水平儀到現(xiàn)在的電子水平儀是自動(dòng)化和電子測(cè)量技術(shù)發(fā)展的結(jié)果。作為一種檢測(cè)工具,它已成為橋梁架設(shè),、鐵路鋪設(shè),、土木工程、石油鉆井,、航空航海,、工業(yè)自動(dòng)化、智能平臺(tái),、機(jī)械加工等領(lǐng)域不可缺少的重要測(cè)量工具,。電子水平儀是一種非常精確的測(cè)量小角度的檢測(cè)工具,,用它可測(cè)量被測(cè)平面相對(duì)于水平位置的傾斜度、兩部件相互平行度和垂直度,。

據(jù)OFweek電子工程網(wǎng)編輯了解,,由于港珠澳大橋需要很多又長(zhǎng)又重的巨大混凝土沉管,然后把它們運(yùn)輸?shù)绞┕ずS?,安裝到海底基槽中,,這些沉管就像海底的大鐘擺,需要精確測(cè)量其左右,、上下以及傾角方向上的擺幅,。由于海水很深導(dǎo)致了沉管運(yùn)動(dòng)的超低頻,如果傳感器沒(méi)有極高的靈敏度不可能測(cè)到,。

最后,,國(guó)內(nèi)某家傳感器技術(shù)企業(yè)深入分析了深水管節(jié)對(duì)接問(wèn)題,決定采用監(jiān)測(cè)管節(jié)運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的方法來(lái)保障管節(jié)的順利對(duì)接,,在管節(jié)的前后端分別設(shè)有測(cè)試點(diǎn),,并在關(guān)鍵的前端設(shè)有多支備份傳感器,保證測(cè)試信號(hào)的準(zhǔn)確可靠,,監(jiān)測(cè)深水長(zhǎng)周期管節(jié)運(yùn)動(dòng)姿態(tài)屬于超低頻微小幅值振動(dòng),。據(jù)悉,這是國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的微機(jī)械陀螺和高精度傾角傳感器,。

名稱:高精度陀螺儀

作用:實(shí)現(xiàn)曲直線的精準(zhǔn)對(duì)接

陀螺儀是用高速回轉(zhuǎn)體的動(dòng)量矩敏感殼體相對(duì)慣性空間繞正交于自轉(zhuǎn)軸的一個(gè)或二個(gè)軸的角運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置,,陀螺儀分為壓電陀螺儀、微機(jī)械陀螺儀,、光纖陀螺儀和激光陀螺儀,,它們都是電子式的,并且它們可以和加速度計(jì),,磁阻芯片,,GPS,做成慣性導(dǎo)航控制系統(tǒng),。

在港珠澳大橋的建設(shè)過(guò)程中,,建設(shè)斷面曲線管幕隧道遇到了很大的施工難度,因?yàn)樵谶M(jìn)行大橋貫通時(shí),,如何實(shí)現(xiàn)對(duì)港珠澳大橋連接線的控制和對(duì)接成為了當(dāng)時(shí)的“特級(jí)難題”。據(jù)了解,,受地理地形所限,,拱北隧道采用的是曲線管幕施工技術(shù),因?yàn)樗淼烙幸欢尾皇侵钡?,超大曲線管幕施工難度很高,。

最后采用了陀螺儀技術(shù)實(shí)施曲直線的精準(zhǔn)對(duì)接,,這是港珠澳大橋珠海連接線的關(guān)鍵控制性工程。

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(地圖上的珠港澳大橋)

名稱:激光傳感器

作用:測(cè)量和定位沉管

激光傳感器利用激光技術(shù)進(jìn)行測(cè)量的傳感器,,它由激光器,、激光檢測(cè)器和測(cè)量電路組成。激光傳感器是新型測(cè)量?jī)x表,,它的優(yōu)點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸遠(yuǎn)距離測(cè)量,,速度快,精度高,,量程大,,抗光、電干擾能力強(qiáng)等,。由于港珠澳大橋采用了很多的海底沉管,,在對(duì)它們進(jìn)行位置測(cè)量時(shí),普通的傳感器無(wú)法實(shí)現(xiàn),。

由激光傳感器組成的三維可視化測(cè)量系統(tǒng)可對(duì)隧道的開(kāi)挖斷面測(cè)量,、船舶拋錨定位和多波束測(cè)量顯示水下三維地形圖等進(jìn)行測(cè)量定位,這項(xiàng)技術(shù)在全球處于領(lǐng)先地位,。

名稱:監(jiān)測(cè)傳感器(位移傳感器,、液壓測(cè)力傳感器等)

作用:監(jiān)測(cè)橋梁的健康狀況

由于珠海澳門(mén)和香港靠近沿海地區(qū),每年都會(huì)遇到各式各樣的臺(tái)風(fēng),,在遇到大風(fēng)時(shí),,橋梁的安全監(jiān)測(cè)至關(guān)重要。在進(jìn)行珠港澳大橋的設(shè)計(jì)時(shí),,除了采用更好的設(shè)備保證橋梁的抗壓和正常運(yùn)轉(zhuǎn),,強(qiáng)大的傳感檢測(cè)器也成為了必不可少的黑科技產(chǎn)品。據(jù)悉,,珠港澳大橋上有很多的液壓測(cè)力傳感器,、力矩傳感器、重力傳感器等,,它們將最新的數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)測(cè)系統(tǒng),,實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁健康狀況的精準(zhǔn)判斷。

幾千種傳感器構(gòu)成港珠澳大橋的高精密感知系統(tǒng)

除了上述小編列舉的四大技術(shù)難度頗高的傳感器,,在港珠澳大橋上設(shè)置了各式各樣的傳感器,,用它們對(duì)隧道內(nèi)的風(fēng)速、溫度,、濕度,、壓力、氣壓差,,以及二氧化碳,、氮氧化物和微顆粒的濃度等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),,據(jù)粗略統(tǒng)計(jì),港珠澳大橋至少用到了千種相關(guān)的傳感器,,氣體傳感器,、溫濕度傳感器、壓力傳感器,、激光傳感器等是必不可少的,,它們一起構(gòu)成了港珠澳大橋的高精密感知系統(tǒng)


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