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港珠澳大橋順利開通 這些傳感器“黑科技”功不可沒
2018-10-27
要說這兩天網(wǎng)絡(luò)上最熱的新聞是什么？非港珠澳大橋通車莫屬！2018年10月24日，世界上最長的跨海大橋——港珠澳大橋正式開通，億萬網(wǎng)民難掩激動之情，紛紛為這項“世紀工程”點贊喝彩！
圖為港珠澳大橋——青州航道橋
一橋飛架三地，駕車穿越伶仃洋！這座被英國《衛(wèi)報》譽為“新世界七大奇跡”的港珠澳大橋，全長55公里，投資逾千億元，集橋、島、隧于一體，是世界最長、施工難度最大的跨海大橋。大橋東接香港，西接廣東珠海和澳門，是粵港澳三地首次合作共建的超大型跨海交通工程。港珠澳大橋的開通對促進“粵港澳”三地聯(lián)動發(fā)展，提振區(qū)域經(jīng)濟具有重要意義。如今，港珠澳大橋已成為粵港澳大灣區(qū)“一小時經(jīng)濟圈”的助推和一張“國家新名片”。
世界最長、建造難度最大、深度最深的港珠澳大橋的順利開通，是以技術(shù)攻關(guān)和科技創(chuàng)新為支撐的，新工藝、新材料、新設(shè)備和新技術(shù)的專利達到400多項。其中，先進的傳感器技術(shù)就是實現(xiàn)大橋順利貫通和安全運行的技術(shù)之一。下面就來和大家聊聊港珠澳大橋背后的傳感器“黑科技”。
高精度傾角傳感器
傾角傳感器又叫傾斜儀、測斜儀、水平儀、傾角計，經(jīng)常用于系統(tǒng)的水平角度變化測量，水平儀從過去簡單的水泡水平儀到現(xiàn)在的電子水平儀是自動化和電子測量技術(shù)發(fā)展的結(jié)果。作為一種檢測工具，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)自動化、智能平臺、機械加工等領(lǐng)域不可缺少的重要測量工具。
港珠澳大橋擁有世界上最長的海底沉管隧道，隧道由33節(jié)巨型沉管組成，每節(jié)沉管重達八萬噸，由拖船運輸?shù)绞┕ずＣ妫缓蟀惭b到開挖好的海底基槽中。巨大的沉管在安裝過程中需要精確測量其左右、上下以及傾角方向上的擺幅，由于海水很深導(dǎo)致了沉管運動的超低頻，需要用精度極高的傳感器。
工程人員通過深入分析深水沉管對接問題，采用了監(jiān)測沉管運動姿態(tài)的方法來保障沉管的順利對接。監(jiān)測深水長周期沉管運動姿態(tài)屬于超低頻微小幅值振動，工程人員在沉管的前后端分別設(shè)有監(jiān)測點，并在關(guān)鍵的前端設(shè)有多個備份傳感器，來保證監(jiān)測信號的準確可靠。據(jù)了解，在沉管的對接過程中運用到了國內(nèi)最先進的MEMS陀螺儀和傾角傳感器，才使得世界上最長的海底沉管隧道順利貫通。
激光傳感器
激光傳感器利用激光技術(shù)進行測量的傳感器，它由激光器、激光檢測器和測量電路組成。激光傳感器是新型測量儀表，它的優(yōu)點是能實現(xiàn)無接觸遠距離測量，速度快，精度高，量程大，抗光、電干擾能力強等。
港珠澳大橋海底沉管隧道由33節(jié)巨型沉管拼接而成，在對沉管進行位置測量時，普通的傳感器無法實現(xiàn)，需要用到激光傳感器進行位置精準測量。另外，由激光傳感器組成的三維可視化測量系統(tǒng)可對港珠澳大橋連接線隧道的開挖斷面測量、船舶拋錨定位等進行測量定位，該項技術(shù)處于全球領(lǐng)先地位。
高精度陀螺儀
陀螺儀是用高速回轉(zhuǎn)體的動量矩敏感殼體相對慣性空間繞正交于自轉(zhuǎn)軸的一個或二個軸的角運動檢測裝置，陀螺儀分為壓電陀螺儀、微機械陀螺儀、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，磁阻芯片，GPS，做成慣性導(dǎo)航控制系統(tǒng)。
拱北隧道是港珠澳大橋珠海連接線的關(guān)鍵控制性工程，建設(shè)斷面曲線管幕隧道遇到了很大的施工難度。因為在進行大橋貫通時，如何實現(xiàn)對港珠澳大橋連接線的控制和對接成為了當時的“特級難題”。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)，隧道斷面超大、覆土超淺，地質(zhì)條件復(fù)雜，施工難度很高。
工程技術(shù)人員采用了高精度陀螺儀技術(shù)來實現(xiàn)曲直線的精準對接，保證了工程順利進行和隧道的安全貫通。
監(jiān)測傳感器
港珠澳大橋位于臺風多發(fā)的伶仃洋海域，每年都會遇到多起臺風，在臺風天氣對橋梁的安全監(jiān)測至關(guān)重要。港珠澳大橋在建設(shè)過程中除了采用先進的設(shè)備和材料來保證橋梁的抗壓和正常運轉(zhuǎn)，強大的傳感監(jiān)測器也是必不可少的“黑科技”產(chǎn)品。
據(jù)了解，珠港澳大橋上安裝了很多的壓力傳感器、振動傳感器、運動傳感器、重力傳感器、位移傳感器等傳感器產(chǎn)品，它們能夠?qū)崟r的將最新的監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)測系統(tǒng)，以實現(xiàn)對橋梁健康狀況的精準判斷。
此外，在港珠澳大橋的海底隧道內(nèi)也安裝了各式各樣的傳感器，用來對隧道內(nèi)的風速、溫度、濕度、壓力，以及二氧化碳、氮氧化物和微顆粒的濃度等參數(shù)進行實時監(jiān)測。據(jù)粗略統(tǒng)計，港珠澳大橋至少用到了數(shù)千種相關(guān)的傳感器，它們一起構(gòu)成了港珠澳大橋的高精密感知系統(tǒng)，以保證大橋120年使用壽命。
最后，港珠澳大橋交通工程系統(tǒng)通過三維建模技術(shù)，監(jiān)控中心把整個港珠澳大橋進行了1：1三維模擬，并通過上萬個傳感器實現(xiàn)了對整個港珠澳大橋所有機電設(shè)備的實時監(jiān)控。
(資料來源：人民網(wǎng)，新華社，必優(yōu)傳感網(wǎng))
（文章來源：中國儀表網(wǎng)）
TAGS : 傳感器
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