发布于：2007/6/15 8:54:22 | 394 次阅读
大坝变形监测是大坝安全监测的必设项目，该项目可通过多种仪器实现自动化监测，但实测效果却有很大差别．测值的可靠性和取决于仪器的选型．SWT型步进式引张线仪及STC型步进式坐标仪曾先后在20座大坝上应用，实践证明步进式变形仪器是实现大坝变形监测自动化的理想仪器．步进式变形仪器是DG型分布式大坝安全监测自动化系统的主要组成设备，该系统1998年获国家科技进步三等奖．
1 步进式变形监测仪器原理
步进式变形监测仪器是由机电传动机构、光电测量及壳体组成的位移传感器．当仪器接到测量信号后，步进电机启动发出脉冲，同时经传动机构带动光电探头作直线运动，依次扫描基准杆、垂线或引张线、第二基准杆，测得垂线或引张线所处的位置坐标值及基准长度．仪器的准确度为0．1 mm，分辨力为0．01 mm，测量范围为30～100 mm．由于两根基准杆和仪器底板永远固定在大坝观测墩上，两根基准杆的间距即基准长度值是一个固定值，所以仪器每次测量均有自校功能．光电探头又设有备份照准装置，以防止测量数据丢失．引张线仪和垂线坐标仪的区别是：引张线仪探头只完成X单向位移测量，垂线坐标仪探头完成平面内X，Y两向位移的测量．
2 步进式变形监测仪器在三峡现场试验中的应用
为确保三峡水利枢纽水工建筑物安全监测数据的准确、可靠，长江水利委员会综合勘测局监测中心于2000年6月组织有关科研、生产单位在三峡船闸高边坡5号排水洞内安装各自生产的变形监测仪器——垂线坐标仪、引张线仪及测控装置，自成一个自动化小系统，遥测距离为400 m，要求每小时测量，数据自动存储．考核期为2年．由长江水利委员会综合勘测局监测中心负责管理，用严格的现场试验方法来优选仪器．
经抽签决定，南京水利水文自动化研究所在距洞口约1000 m深处的垂线房内，安装1台STC－50型步进式垂线坐标仪及MCU－30型测控装置，在离垂线房141 m的引张线测点墩上安装1台SWT－50型步进式引张线仪，引张线仪与测控装置的通讯电缆长400 m．该地点十分潮湿，仪器的运行环境很差．从安装到结束2年时间内，这两台仪器测值连续稳定，无突跳点，变幅较小，符合高边坡变形规律．用来自校的基准长度测值基本不变，表明仪器测量可靠．该仪器现已被三峡开发总公司用于三峡船闸的变形监测，从2001年12月起分期、分批在三峡船闸安装36台STC－100型步进式垂线坐标仪及9台MCU－2M型测量控制装置．为了适应船闸水位变化速度较快的特点，采用了一对一智能型模块化的测控装置，不但可满足量程大（100 mm）、测量速度快的要求，而且能实现船闸变形动态的实时监控．
2000年6月至2001年10月5号排水洞内测值过程线如图1所示．
3 步进式变形监测仪器在其他工程中的应用
步进式变形监测仪器已在葛洲坝水利枢纽等20多座大坝上应用，效果良好，现举两个实例供参考．
4 结 语
多年来在设计研究、加工工艺等方面的不断完善，使SWT型、STC型步进式变形监测仪器具有性能优越，测量准确，受外界干扰小等特点．由于这种仪器是非接触式的，在安装、运行和维修时均不会触碰垂线或引张线的线体，因而不但安装维修方便，而且不会干扰钢丝而带来测值误差，这正是步进式变形监测仪器的优越性之所在，在葛洲坝水利枢纽等20座大坝上的成功运行和三峡工程的现场试验都证明了这一点．
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