磁致式双金属标测量大坝变形装置研究.pdf

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1、水利水电技术第45卷2014年第7期磁致式双金属标测量大坝变彤装置研究赵浩，刘枫，任建钦(中水东北勘测设计研究有限责任公司，吉林长春130061)摘要：提出了一种利用磁致伸缩位移传感器和双金属标测量坝体垂直位移的测量装置，介绍了磁致伸缩位移传感器和双金属标的原理，阐述了磁致式双金属标测坝变形装置的结构及工作原理、磁致式双金属标遥测仪的硬件组成及软件实现。该装置实现了大坝的垂直位移测量，目前已在国内部分水电站成功应用。关键词：大坝安全监测；垂直位移；磁致伸缩位移传感器；磁致式双金属标中图分类号：TV698文献标识码：B文章编号：1000-0860(2014)0

2、7-0088—04StudyonmagneticbimetalbenchmarkdeviceformeasuringdamdeformationZHAOHao，LIUFeng，RENJianqin(ChinaWaterNortheasternInvestigationDesignandResearchCo．，Ltd．，Changehun130061，Jilin，China)Abstract：Averticaldisplacementmeasurementdevicethatmeasuresdamverticaldisplacementwithmagnetos

3、trictivedisplace-mentsf!nsorandbimetalbenchmarkisputforwardherein，whiletheprinciplesofboththemagnetostrietivedisplacementsensorandthebimetalbenchmarkaredescribedalongwiththeexpatiationmadeonthestructureandworkingprincipleofthemagnetictypebimetalbenchmarkdeviceformeasuringdamdeforma

4、tionaswellasthehardwarecompositionandthesoftwarerealizationofthemagneticbimetalbenchmarktelemeteringinstrument．Withthisdevice，thememqurementoftheverticaldisplacementisreal—izedanditissuccessfullyappliedtOapartofhydropowerstationsinChina．Keywords：damsafetymonitoring；verticaldisplace

5、ment；magnetostrietivedisplacementsensor；magneticbimetalbenchmark垂直位移观测是大坝安全监测的重要项目之一，包括基准点观测和中间点观测两大部分，基点观测数据的稳定可靠，是保证垂直位移观测系统稳定可靠的前提。双金属标是基点观测的一种手段，由于其稳定、可靠、计算简单、易于实现自动化等优点，在大坝安全赡测中已经得到了广泛应用，为坝基、坝体绝对垂直位移观测提供工作基点。以往的自动化双金属标监测仪器有步进电机光电探头式、电容式、CCD式、电感式等，存在对环境湿度、环境光要求高，更换器件时影响观测数据的连续性

6、等缺点。本文提出了一种磁致式双金属标测坝变形装置，该装置采用非接触测量方式，具有精度高、不受环境光影响、耐潮湿、安装维护简便、更换传感器不影响观测数据的连续性等特点。1磁致伸缩位移传感器简介磁致伸缩位移传感器是根据磁致伸缩原理制造的高精度、长行程绝对位置测量的位移传感器⋯。磁致伸缩位移传感器由电子仓、波导管、非接触磁环组成，电子仓、波导管为不锈钢材质，全密封结构(见图1)。当传感器工作时，电子仓内的电路产生“起始脉冲”，此起始脉冲沿磁致伸缩线(波导管中的波导丝)以恒速传输，同时产生一个沿着波导丝跟随脉冲前进的旋转磁场，当该磁场与非接触磁环中的永久磁场相遇时，

7、两磁场叠加发生磁致伸缩效应，使波导丝扭动。这一扭动被安装在电子仓内的信号处理机构感收稿日期：2013-07-02作者简介：赵浩(1982一)，男，工程师，硕士。WaterResourcesandHydropowerEngineaingV01．45No．7知并转换成相应的“终止脉冲”，通过计算“起始脉冲”与相应“终止脉冲”之间的时间差，即可精确测出该位置量。电子仓磁环波导管图1磁致伸缩位移传感器结构2双金属标的原理双金属标是利用线膨胀系数不同的两根金属管制成，一般采用钢管和铝管。将钢管和铝管底端固定在一起，深入稳定基岩内部固定，做成双金属标。一般认为，铝、钢的

8、线膨胀系数，前者是后者的两倍。温度变化是影响金属标点