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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
要說這兩天網絡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”三地聯動發展，提振區域經濟具有重要意義。如今，港珠澳大橋已成為粵港澳大灣區“一小時經濟圈”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，是以技術攻關和科技創新為支撐的，新工藝、新材料、新設備和新技術的專利達到400多項。其中，先進的傳感器技術就是實現大橋順利貫通和安全運行的技術之一。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，經常用于系統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在的電子水平儀是自動化和電子測量技術發展的結果。作為一種檢測工具，它已成為橋梁架設、鐵路鋪設、土木工程、石油鉆井、航空航海、工業自動化、智能平臺、機械加工等領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節巨型沉管組成，每節沉管重達八萬噸，由拖船運輸到施工海面，然后安裝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，采用了監測沉管運動姿態的方法來保障沉管的順利對接。監測深水長周期沉管運動姿態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有監測點，并在關鍵的前端設有多個備份傳感器，來保證監測信號的準確可靠。據了解，在沉管的對接過程中運用到了國內最先進的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，它的優點是能實現無接觸遠距離測量，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，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，該項技術處于全球領先地位。
高精度陀螺儀
陀螺儀是用高速回轉體的動量矩敏感殼體相對慣性空間繞正交于自轉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，做成慣性導航控制系統。
拱北隧道是港珠澳大橋珠海連接線的關鍵控制性工程，建設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，隧道斷面超大、覆土超淺，地質條件復雜，施工難度很高。
工程技術人員采用了高精度陀螺儀技術來實現曲直線的精準對接，保證了工程順利進行和隧道的安全貫通。
監測傳感器
港珠澳大橋位于臺風多發的伶仃洋海域，每年都會遇到多起臺風，在臺風天氣對橋梁的安全監測至關重要。港珠澳大橋在建設過程中除了采用先進的設備和材料來保證橋梁的抗壓和正常運轉，強大的傳感監測器也是必不可少的“黑科技”產品。
據了解，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品，它們能夠實時的將最新的監測數據發送到監測系統，以實現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也安裝了各式各樣的傳感器，用來對隧道內的風速、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進行實時監測。據粗略統計，港珠澳大橋至少用到了數千種相關的傳感器，它們一起構成了港珠澳大橋的高精密感知系統，以保證大橋120年使用壽命。
最后，港珠澳大橋交通工程系統通過三維建模技術，監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了對整個港珠澳大橋所有機電設備的實時監控。
(資料來源：人民網，新華社，必優傳感網)
（文章來源：中國儀表網）
TAGS : 傳感器
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