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摘要：大坝安全监测设备仪器的检测系统与大坝监测自动化有着非常紧密的关系，监测系统能够直接体现出监测原件的发展水平，其中包含了传感器、测量设备仪器转换、处理、储存、打印与分析设备的发展过程。本篇文章主要是针对传感器在大坝安全监测中的发展与应用进行了分析，分析了大坝安全检测系统里使用到传感、测量、监测方面的设备仪器存在的优点和缺点以及国内外使用的情况。介绍了这几年来比较优秀先进的设备和技术以及大坝监测自动化系统的发展目标。
关键词：大坝；安全监测；传感器
引言：
近年来国内外出现了一些非常优秀先进的大坝安全监测设备，大坝检监测备经过了长时间的进化才得到了现在优秀的成就，从最开始的单台仪器遥测、专用测量装置集中式数据采集系统到现在的分布式数据采集系统，这些设备仪器的发展与监控系统的发展有着非常紧密的关系，监测系统的发展是为了带动所有的监测元件同时进行快速发展，其中包含了传感器、测量设备仪器等相关的设备。大坝监测仪器能够在自然环境恶劣的情况下对大坝细小的物力变化进行监测，其测量出来的测量精准程度和测量的稳定性与其他的工业监测行业来比较的话，能够看出要求更高、难度更难。随着我国水坝建筑不断增加，大坝的安全监测也正在不断的往更好的方面发展着。
1变形监测
变化观测主要是对监测大坝本身以及局部位置随着时间的变化，来确认测点在某一个时间段的空间位置或者特定的角度，能够将变化监测分成水平位移监测和垂直位移监测。现在的水平位移监测自动化方法主要是使用了垂线法、引张线法以真空激光准直法。垂直位移监测自动化拥有真空激光准直法和静力水准法，近些年来还有使用GPS技术和全站设备来完成水平以为监测和垂直位移监测自动化的情况出现。现在我国工程施工中主要使用的是新型步进式变形监测设备仪器STC-50类型的坐标仪器、SWT50类型仪器的引张线仪器的使用效果非常好。
随着国内外对传感技术的深入研究，传感技术在近年来拥有了新的突破，遥测垂线坐标已经发展到CCD类型和感应类型垂线坐标仪器。如果使用差动电容感应原理的电容感应类型遥控仪器，如果测量的目标相对于纤体垂直方向位置出现移动的时候，差动电容的数值就会出现变化，通过读电容比的测量得到垂直方向的位移距离。电容感应类型坐标仪器设备包含了技术先进，并且其整体结构较为简单、测量时候得到的准确度也比较高、长时间使用也较为稳定、使用成本也较低、防水性较强、适应许多恶劣环境气候等特点。此外引张线遥测技术在直线类型的大坝安全监测中会用也是非常多的，其使用引张线测量方法对坝体的水平位移进行测量，引张线测量方法的原理和电容感应垂直坐标仪器设备比较相近，只是有方向上的差距。其包含了结构简单、测量便捷、测量速度较快、精确度较高、成本较低的有点在我国大坝安全监测中使用比较广泛。遥测静力水准仪器设备主要是对大坝进行基础沉降、倾斜监测，这种监测设备的量程比较小、准确度较高、长时间使用比较稳定，国内外许多的领域都在大量使用。激光准直测量技术主要是运用三点法激光准直与一套适合大坝变形观测特点的动态软连接真空管道结构相结合的系统，这种系统同时被称之为波带板激光准直。这种设备不会受到外界的温度、湿度等相关的环境影响，这也就使得观测的精确度大幅度提升，也满足了大坝变形监测所需要的及时、迅速、准确的需求。GIS技术对于各个行业领域都有非常大的帮助，GPS技術对于测量技术也有非常大的帮助，GPS的接收设备体积比较小、测量的准确度比较高、能够适应野外超潮湿、粉尘多、炎热寒冷的恶劣环境下使用。
2渗流监测
土质石坝变形方面出现了一些问题，比如水面与下游面出现滑坡、塌陷、坝基滑动等问题，这些都是因为孔隙水压力出现变化密切造成的，这些问题出现的主要原因都是因为渗流破坏造成的。对此渗流监测被认定是土石坝安全监测里面的重点。混凝土坝渗流监测主要是针对扬压力和渗流量的监测。这些监测对于设备仪器的长时间使用能力要求非常的高。对此弦式设备仪器主要是靠钢弦振动频率随着钢丝的引力变化来用电磁提激振钢丝，由磁铁线圈感应钢弦振动频率得知钢丝的应变。一般情况下都会使用进口的钢弦式深压机，这种仪器的口径比较小，能够直接安装在测压管内部，并且测试的数值比较稳定、精准度与灵敏度比较高、飘移量比较小并且温度的影响可以调整。
3应力应变与温度监测
经过对预埋在大坝内部里面特殊位置的设备仪器，仪器设备包括了变计、测缝计、裂缝仪器、渗压计、扬压力计、温度计等相关设备，这对于大坝的应变、裂缝、渗流渗压和温度能够长时间的自动化观测计算拱坝的径向应力、供向应力以及梁向应力，这些应力对于大坝的安全评测有着非常关键的作用。现在的差动电阻模式仪器和弦式仪器的使用都非常的广泛，一般情况下使用在混凝土坝温度监测、应力应变监测、渗压监测中。
一般情况下使用电阻丝变形和电阻形成正比的原理来实现该类型仪器，保证仪器能够达到防潮的效果，这样仪器设备就能够进行长时间的稳定测量，并且包含了测量方法简便、绝缘要求较低、防雷的能力较强、成本较低、可以监测温度这就使得差动电阻式仪器设备在我国得到了非常广泛的使用。
此外光纤传感技术在我国的使用也是相当多的，光纤传感主要是用光导纤维来对各种物理量进行感知，将感知到的物理量传输的技术。光纤传感器本体不带有幅射、不会发热、不会产生火花，并且不会受到外界的电磁幅射干扰，安装比较简便能够安装在物体的表面或者物体的内部，可以连续的对许多的状况进行监测。光纤传感技术是建立在激光作载波基础之上的，广岛前卫是用来传输感应的、传输许多的的信息，同时可以代替高磊去、强磁场区一级超市地带的电子设备。在使用光纤进行大坝安全测量的时候，需要将振弦放在永久的磁铁之间，将振弦和匹配变压器进行连接，匹配变压器 初级和光蛋二极管一相连接，如果经过的时候光纤的光亮度出现变化，那么光蛋二级罐的电流输出也就出现了变化，对此流经钢弦中存在的电流也发生了变化，钢弦一旦出现振动，那么震动的频率就会和光纤中光的强度强化频率相符合。弦的振动会让光纤二出现反射信号强度变化，这也会使得弦的振动位置出现位移，然而反射信号的强度和弦的位置有一定的关系。光信号在进入光电二极管二变成了电信号，这时电信号通过放大驱动了LED1，出现较强功率的光信号，这种信号的振动频率和弦的振动频率一样，这就使得弦能够持续的振动，详细的图像如下
结束语：
本篇文章主要是针对传感器在大坝安全监测中的发展和使用作出了分析，分析后可以看出国内外的大坝检测系统都结合了现在的科技水平在进行改进，自动化程度拥有了相当大的提升。在总线结构之上的单板结构测控装置让测控系统在监测准确度、稳定能力、可靠能力、通用能力以及简便能力等许多方面都拥有很大程度的提高，这也就使得大坝安全监测技术正在往一体化、自动化、数字化、智能化的方面不断发展。
参考文献：
[1]周丹. 无线传感网络在大坝安全监测中的应用研究[D].武汉理工大学，2008.
[2]陈业松. 分布式光纤传感器在重力坝安全监测中的应用[D].大连理工大学，2007.
[3]童颙. 大坝安全监测系统硬件集成的研究与应用[D].河海大学，2006.
[4]严春宝. 虚拟仪器技术在大坝安全监测中的应用研究[D].南京理工大学，2005.
[5]宁志新，何鹏.传感器在大坝安全监测中的发展与应用[J].传感器世界，2004（06）：21-24+34.
作者简介：
陈浩，男，汉族，福建福州，1989年9月22日，现任职称：助理工程师，主要从事工作方向：大坝安全监测资料整编分析，大坝安全监测仪器鉴定等工作。
关键词：大坝；安全监测；传感器
引言：
近年来国内外出现了一些非常优秀先进的大坝安全监测设备，大坝检监测备经过了长时间的进化才得到了现在优秀的成就，从最开始的单台仪器遥测、专用测量装置集中式数据采集系统到现在的分布式数据采集系统，这些设备仪器的发展与监控系统的发展有着非常紧密的关系，监测系统的发展是为了带动所有的监测元件同时进行快速发展，其中包含了传感器、测量设备仪器等相关的设备。大坝监测仪器能够在自然环境恶劣的情况下对大坝细小的物力变化进行监测，其测量出来的测量精准程度和测量的稳定性与其他的工业监测行业来比较的话，能够看出要求更高、难度更难。随着我国水坝建筑不断增加，大坝的安全监测也正在不断的往更好的方面发展着。
1变形监测
变化观测主要是对监测大坝本身以及局部位置随着时间的变化，来确认测点在某一个时间段的空间位置或者特定的角度，能够将变化监测分成水平位移监测和垂直位移监测。现在的水平位移监测自动化方法主要是使用了垂线法、引张线法以真空激光准直法。垂直位移监测自动化拥有真空激光准直法和静力水准法，近些年来还有使用GPS技术和全站设备来完成水平以为监测和垂直位移监测自动化的情况出现。现在我国工程施工中主要使用的是新型步进式变形监测设备仪器STC-50类型的坐标仪器、SWT50类型仪器的引张线仪器的使用效果非常好。
随着国内外对传感技术的深入研究，传感技术在近年来拥有了新的突破，遥测垂线坐标已经发展到CCD类型和感应类型垂线坐标仪器。如果使用差动电容感应原理的电容感应类型遥控仪器，如果测量的目标相对于纤体垂直方向位置出现移动的时候，差动电容的数值就会出现变化，通过读电容比的测量得到垂直方向的位移距离。电容感应类型坐标仪器设备包含了技术先进，并且其整体结构较为简单、测量时候得到的准确度也比较高、长时间使用也较为稳定、使用成本也较低、防水性较强、适应许多恶劣环境气候等特点。此外引张线遥测技术在直线类型的大坝安全监测中会用也是非常多的，其使用引张线测量方法对坝体的水平位移进行测量，引张线测量方法的原理和电容感应垂直坐标仪器设备比较相近，只是有方向上的差距。其包含了结构简单、测量便捷、测量速度较快、精确度较高、成本较低的有点在我国大坝安全监测中使用比较广泛。遥测静力水准仪器设备主要是对大坝进行基础沉降、倾斜监测，这种监测设备的量程比较小、准确度较高、长时间使用比较稳定，国内外许多的领域都在大量使用。激光准直测量技术主要是运用三点法激光准直与一套适合大坝变形观测特点的动态软连接真空管道结构相结合的系统，这种系统同时被称之为波带板激光准直。这种设备不会受到外界的温度、湿度等相关的环境影响，这也就使得观测的精确度大幅度提升，也满足了大坝变形监测所需要的及时、迅速、准确的需求。GIS技术对于各个行业领域都有非常大的帮助，GPS技術对于测量技术也有非常大的帮助，GPS的接收设备体积比较小、测量的准确度比较高、能够适应野外超潮湿、粉尘多、炎热寒冷的恶劣环境下使用。
2渗流监测
土质石坝变形方面出现了一些问题，比如水面与下游面出现滑坡、塌陷、坝基滑动等问题，这些都是因为孔隙水压力出现变化密切造成的，这些问题出现的主要原因都是因为渗流破坏造成的。对此渗流监测被认定是土石坝安全监测里面的重点。混凝土坝渗流监测主要是针对扬压力和渗流量的监测。这些监测对于设备仪器的长时间使用能力要求非常的高。对此弦式设备仪器主要是靠钢弦振动频率随着钢丝的引力变化来用电磁提激振钢丝，由磁铁线圈感应钢弦振动频率得知钢丝的应变。一般情况下都会使用进口的钢弦式深压机，这种仪器的口径比较小，能够直接安装在测压管内部，并且测试的数值比较稳定、精准度与灵敏度比较高、飘移量比较小并且温度的影响可以调整。
3应力应变与温度监测
经过对预埋在大坝内部里面特殊位置的设备仪器，仪器设备包括了变计、测缝计、裂缝仪器、渗压计、扬压力计、温度计等相关设备，这对于大坝的应变、裂缝、渗流渗压和温度能够长时间的自动化观测计算拱坝的径向应力、供向应力以及梁向应力，这些应力对于大坝的安全评测有着非常关键的作用。现在的差动电阻模式仪器和弦式仪器的使用都非常的广泛，一般情况下使用在混凝土坝温度监测、应力应变监测、渗压监测中。
一般情况下使用电阻丝变形和电阻形成正比的原理来实现该类型仪器，保证仪器能够达到防潮的效果，这样仪器设备就能够进行长时间的稳定测量，并且包含了测量方法简便、绝缘要求较低、防雷的能力较强、成本较低、可以监测温度这就使得差动电阻式仪器设备在我国得到了非常广泛的使用。
此外光纤传感技术在我国的使用也是相当多的，光纤传感主要是用光导纤维来对各种物理量进行感知，将感知到的物理量传输的技术。光纤传感器本体不带有幅射、不会发热、不会产生火花，并且不会受到外界的电磁幅射干扰，安装比较简便能够安装在物体的表面或者物体的内部，可以连续的对许多的状况进行监测。光纤传感技术是建立在激光作载波基础之上的，广岛前卫是用来传输感应的、传输许多的的信息，同时可以代替高磊去、强磁场区一级超市地带的电子设备。在使用光纤进行大坝安全测量的时候，需要将振弦放在永久的磁铁之间，将振弦和匹配变压器进行连接，匹配变压器 初级和光蛋二极管一相连接，如果经过的时候光纤的光亮度出现变化，那么光蛋二级罐的电流输出也就出现了变化，对此流经钢弦中存在的电流也发生了变化，钢弦一旦出现振动，那么震动的频率就会和光纤中光的强度强化频率相符合。弦的振动会让光纤二出现反射信号强度变化，这也会使得弦的振动位置出现位移，然而反射信号的强度和弦的位置有一定的关系。光信号在进入光电二极管二变成了电信号，这时电信号通过放大驱动了LED1，出现较强功率的光信号，这种信号的振动频率和弦的振动频率一样，这就使得弦能够持续的振动，详细的图像如下
结束语：
本篇文章主要是针对传感器在大坝安全监测中的发展和使用作出了分析，分析后可以看出国内外的大坝检测系统都结合了现在的科技水平在进行改进，自动化程度拥有了相当大的提升。在总线结构之上的单板结构测控装置让测控系统在监测准确度、稳定能力、可靠能力、通用能力以及简便能力等许多方面都拥有很大程度的提高，这也就使得大坝安全监测技术正在往一体化、自动化、数字化、智能化的方面不断发展。
参考文献：
[1]周丹. 无线传感网络在大坝安全监测中的应用研究[D].武汉理工大学，2008.
[2]陈业松. 分布式光纤传感器在重力坝安全监测中的应用[D].大连理工大学，2007.
[3]童颙. 大坝安全监测系统硬件集成的研究与应用[D].河海大学，2006.
[4]严春宝. 虚拟仪器技术在大坝安全监测中的应用研究[D].南京理工大学，2005.
[5]宁志新，何鹏.传感器在大坝安全监测中的发展与应用[J].传感器世界，2004（06）：21-24+34.
作者简介：
陈浩，男，汉族，福建福州，1989年9月22日，现任职称：助理工程师，主要从事工作方向：大坝安全监测资料整编分析，大坝安全监测仪器鉴定等工作。