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港珠澳大橋順利開(kāi)通 這些傳感器“黑科技”功不可沒(méi)

2018-10-27

　　要說(shuō)這兩天網(wǎng)絡(luò)上最熱的新聞是什么？非港珠澳大橋通車(chē)莫屬！2018年10月24日，世界上最長(zhǎng)的跨海大橋——港珠澳大橋正式開(kāi)通，億萬(wàn)網(wǎng)民難掩激動(dòng)之情，紛紛為這項(xiàng)“世紀(jì)工程”點(diǎn)贊喝彩！

港珠澳大橋順利開(kāi)通 這些傳感器“黑科技”功不可沒(méi)

圖為港珠澳大橋——青州航道橋
　　一橋飛架三地，駕車(chē)穿越伶仃洋！這座被英國(guó)《衛(wèi)報(bào)》譽(yù)為“新世界七大奇跡”的港珠澳大橋，全長(zhǎng)55公里，投資逾千億元，集橋、島、隧于一體，是世界最長(zhǎng)、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(mén)，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(kāi)通對(duì)促進(jìn)“粵港澳”三地聯(lián)動(dòng)發(fā)展，提振區(qū)域經(jīng)濟(jì)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(shí)經(jīng)濟(jì)圈”的助推和一張“國(guó)家新名片”。
　　世界最長(zhǎng)、建造難度最大、深度最深的港珠澳大橋的順利開(kāi)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(zhuān)利達(dá)到400多項(xiàng)。其中，先進(jìn)的傳感器技術(shù)就是實(shí)現(xiàn)大橋順利貫通和安全運(yùn)行的技術(shù)之一。下面就來(lái)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(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。
　　港珠澳大橋擁有世界上最長(zhǎng)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(dá)八萬(wàn)噸，由拖船運(yùn)輸?shù)绞┕ずＣ?，然后安裝到開(kāi)挖好的海底基槽中。巨大的沉管在安裝過(guò)程中需要精確測(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，需要用精度極高的傳感器。
　　工程人員通過(guò)深入分析深水沉管對(duì)接問(wèn)題，采用了監(jiān)測(cè)沉管運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的方法來(lái)保障沉管的順利對(duì)接。監(jiān)測(cè)深水長(zhǎng)周期沉管運(yùn)動(dòng)姿態(tài)屬于超低頻微小幅值振動(dòng)，工程人員在沉管的前后端分別設(shè)有監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并在關(guān)鍵的前端設(shè)有多個(gè)備份傳感器，來(lái)保證監(jiān)測(cè)信號(hào)的準(zhǔn)確可靠。據(jù)了解，在沉管的對(duì)接過(guò)程中運(yùn)用到了國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的MEMS陀螺儀和傾角傳感器，才使得世界上最長(zhǎng)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(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。
　　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(duì)沉管進(jìn)行位置測(cè)量時(shí)，普通的傳感器無(wú)法實(shí)現(xiàn)，需要用到激光傳感器進(jìn)行位置精準(zhǔn)測(cè)量。另外，由激光傳感器組成的三維可視化測(cè)量系統(tǒng)可對(duì)港珠澳大橋連接線隧道的開(kāi)挖斷面測(cè)量、船舶拋錨定位等進(jìn)行測(cè)量定位，該項(xiàng)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(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)。
　　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?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)，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(lái)實(shí)現(xiàn)曲直線的精準(zhǔn)對(duì)接，保證了工程順利進(jìn)行和隧道的安全貫通。
　　監(jiān)測(cè)傳感器
　　港珠澳大橋位于臺(tái)風(fēng)多發(fā)的伶仃洋海域，每年都會(huì)遇到多起臺(tái)風(fēng)，在臺(tái)風(fēng)天氣對(duì)橋梁的安全監(jiān)測(cè)至關(guān)重要。港珠澳大橋在建設(shè)過(guò)程中除了采用先進(jìn)的設(shè)備和材料來(lái)保證橋梁的抗壓和正常運(yùn)轉(zhuǎn)，強(qiáng)大的傳感監(jiān)測(cè)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(dòng)傳感器、運(yùn)動(dòng)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(shí)的將最新的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁健康狀況的精準(zhǔn)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(lái)對(duì)隧道內(nèi)的風(fēng)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(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(guò)三維建模技術(shù)，監(jiān)控中心把整個(gè)港珠澳大橋進(jìn)行了1：1三維模擬，并通過(guò)上萬(wàn)個(gè)傳感器實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)港珠澳大橋所有機(jī)電設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控。
　　(資料來(lái)源：人民網(wǎng)，新華社，必優(yōu)傳感網(wǎng))


（文章來(lái)源：中國(guó)儀表網(wǎng)）


TAGS : 傳感器

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