高新测控技术在水利水电工程中的运用

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摘要：随着经济以及现代科技不断发展，全社会用电需求也日益增大。据有关数据显示，我国现已建成堤坝8.3万多座，形成了大约6.63万千米的总堤防基础设施。但是由于投产年份过长以及修建技术落后等因素，导致我国大量水利水电工程老化病化严重。鉴此，各个水利水电工程都需跟进时代步伐积极引进高新监控技术，切实有效提升水利水电工程工作效率，延长工程整体使用期限，以此提升企业盈利率并为社会多作贡献。

关键词：测控；技术；高新；水利水电；工程

1高新测控技术的基本要素及其功能

高新测控技术从本质上讲，应该包含数据实时监控、智能数据采集、AD信息转换、科学数据管理、数据实时分析、监控数据评估、应急决策辅助等功能。由以上功能要求我们不难想见，高新测控技术应具备以下几点基本要素：1.1数据收集系统在信息技术、单片机技术、传感器技术支持下，高新测控技术中的数据收集系统主要分为由MCU控制的智能化数据收集系统、以传感器为核心的数据采集系统、人工入坝采集数据等部分组成。测控的效应数据主要是，大坝的温度、湿度、水压、形变度、渗流等。而测控的影响性数据则主要由以下几点组成：降雨、气温、水位、环境因素等。1.2数据管理系统经过传感器、单片机、无线信息收发系统采集到的信息需输入到管理计算机数据库，并经由数据管理系统科学合理的管理数据。譬如对数据进行存档、反馈、发送等操作。1.3数据分析系统采集到的数据需要通过科学化、程序化的分析，并找出其中存在的问题，以此全面测控工程的整体运作情况。数据分析的主要目的是参照拟定的科学技术指标，建立合理的测控模型，以此校队测控数据并找出工程存在的问题，并给予一定的解决方案参考。

2高新测控技术在水利水电工程中的应用

2.1传感器技术

（1）光纤传感器技术。光纤传感器技术是基于信息通讯技术测控信息采集技术，该技术的核心元器件则是光导纤维，它是以石英玻璃细芯以及折射率各不相同的石英玻璃包层构成。在水利水电工程测控中，利用光纤传感器技术能够准确测量重要物理量，譬如大坝的形变量、渗流、水压、应力应变等，并将所测得的物理量有效转化为监测量，最终向测控主机传送有关测控信息。（2）CT技术。CT技术主要用于测控水利水电工程安全隐患数据的重要方法，该技术能够在不破坏工程结构前提下，通过获取工程特定物理量（例如波速）从而建构其一维影像，根据有关物理量的一维影像并结合拟定数学模型重现其二维以及三维投影，最终获取可视化测控数据。由此观之，该技术是有效测控水利水电工程材料分布、缺陷以及工程结构安全隐患的核心高新测控技术。（3）GPS技术。随着通讯技术的发展，GPS技术的应用层面得到有力拓展，与水利水电工程中GPS技术的应用也不在少见。该技术主要是利用卫星定位技术，监测水利水电工程整体情况（如堤坝形变情况），并将监测到的数据通过卫星发射器及时传送至测控主机。（4）激光传感器技术。激光传感器技术的应用主要是利用激光发射点与激光接收点所构成的激光准直线为基础，并通过观测激光准直线在波带板上的位移量以此确定测控数据。根据我国太平哨水电站长期实践检测数据表明，激光传感器技术测控数据精准度较高并且其也具有较高的稳定性。

2.2数据采集技术

数据采集技术是将各种传感器检测到的模拟量（如频率、电阻、电容、电压、电流、电感等）利用AD转换将其化为数字量。因为传感器检测到的模拟量，不是计算机系统可以直接识别分析的计算机语言，因此才需要将其转换为计算机直接识别语言即数字量（如温度、应力应变、位移、渗压等）。此外，传感器检测到的物理量，如果以模拟信号的形式远距离传送，便会出现不同程度的信号衰减，严重时甚至会导致信息失真。然而数字信号则可以远距离传输且不会出现信号衰减，鉴此水利水电测控信号必须以数字信号的形式传输以此契合远距离测控要求。因此传感器信号采集系统理论上都需结合一定的数据采集系统，根据测控要求及测控数据的不同，我们通常可以将数据采集装置分为以下几类：（1）自动化数据采集装置。现目前，在水利水电工程中普遍采用的自动化数据采集装置有我国南京电力自动化设备厂研发的FWC-1，以及美国研发的2300系统等。从整体上讲，自动化数据采集系统大致可以分为总线型结构和集散型结构两大类。总线型结构的典型代表是美国Geomation公司研发的2300系统，该系统的主要构成元件是工控机、智能测量模块、AD转换器等。此系统能够自动和人工读取测控信息，并具有较强的防雷功效。集散型结构的数据采集装置主要代表是Geoma－tion公司研发的2300系统，该系统的主要结构是NMS主机、NRU网点以及由MCU构成的异地单元、无线发射器、监测传感器等。该数据采集装置主要是实现多点集成是数据采集，在水利水电工程测控中，能够实现全方位的数据采取要求。（2）人工数据采集装置。人工数据采集装置主要是依托于人力的数据采集形式，该数据采集装置主要包括数据采集仪、传感器、以及各种电阻式数据采集仪器。该形式的数据采集主要是应对部分复杂区域的信号采集。

2.3数据管理技术

水利水电工程需测控的数据多种多样，测控体系往往会同时接受来自成千上万传感器传递的数据，如何高效处理数据是保证测控体系工作效率的关键，鉴此水利水电测控系统中我们还需利用起高新数据管理技术，譬如利用Sybase数据库搭建数据监控平台，建构起单进程、多线索结构，该结构的优势在于可以在单进程数据管理模式下同时服务于多重通路的用户，从而提高数据管理效率。以此契合水利水电测控系统的要求。综上所述，主要通过阐释了各种可以施行与水利水电工程的高新技术，进而阐释了高新技术在水利水电技术的中的实际应用。譬如CT传感器技术在水利水电测控工作中能起到排除安全隐患的作用，以及以Sybase数据为基础的监控平台可以实现多点测控要求等。总而言之，高新技术对于水利水电测控工作大有助益。

作者:李华 单位:甘肃弘晟水利水电工程建设有限公司

参考文献:

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