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淺談高新測控技術在水利水電工程中的運用
摘要：隨著經(jīng)濟以及現(xiàn)代科技不斷發(fā)展，全社會用電需求也日益增大。據(jù)有關數(shù)據(jù)顯示，我國現(xiàn)已建成堤壩8.3萬多座，形成了大約6.63萬千米的總堤防基礎設施。但是由于投產年份過長以及修建技術落后等因素，導致我國大量水利水電工程老化病化嚴重。鑒此，各個水利水電工程都需跟進時代步伐積極引進高新監(jiān)控技術，切實有效提升水利水電工程工作效率，延長工程整體使用期限，以此提升企業(yè)盈利率并為社會多作貢獻。
關鍵詞：測控；技術；高新；水利水電；工程
1高新測控技術的基本要素及其功能
高新測控技術從本質上講，應該包含數(shù)據(jù)實時監(jiān)控、智能數(shù)據(jù)采集、AD信息轉換、科學數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)實時分析、監(jiān)控數(shù)據(jù)評估、應急決策輔助等功能。由以上功能要求我們不難想見，高新測控技術應具備以下幾點基本要素：1.1數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)在信息技術、單片機技術、傳感器技術支持下，高新測控技術中的數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)主要分為由MCU控制的智能化數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)、以傳感器為核心的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、人工入壩采集數(shù)據(jù)等部分組成。測控的效應數(shù)據(jù)主要是，大壩的溫度、濕度、水壓、形變度、滲流等。而測控的影響性數(shù)據(jù)則主要由以下幾點組成：降雨、氣溫、水位、環(huán)境因素等。1.2數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)經(jīng)過傳感器、單片機、無線信息收發(fā)系統(tǒng)采集到的信息需輸入到管理計算機數(shù)據(jù)庫，并經(jīng)由數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)科學合理的管理數(shù)據(jù)。譬如對數(shù)據(jù)進行存檔、反饋、發(fā)送等操作。1.3數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)需要通過科學化、程序化的分析，并找出其中存在的問題，以此全面測控工程的整體運作情況。數(shù)據(jù)分析的主要目的是參照擬定的科學技術指標，建立合理的測控模型，以此校隊測控數(shù)據(jù)并找出工程存在的問題，并給予一定的解決方案參考。
2高新測控技術在水利水電工程中的應用
2.1傳感器技術
（1）光纖傳感器技術。光纖傳感器技術是基于信息通訊技術測控信息采集技術，該技術的核心元器件則是光導纖維，它是以石英玻璃細芯以及折射率各不相同的石英玻璃包層構成。在水利水電工程測控中，利用光纖傳感器技術能夠準確測量重要物理量，譬如大壩的形變量、滲流、水壓、應力應變等，并將所測得的物理量有效轉化為監(jiān)測量，最終向測控主機傳送有關測控信息。（2）CT技術。CT技術主要用于測控水利水電工程安全隱患數(shù)據(jù)的重要方法，該技術能夠在不破壞工程結構前提下，通過獲取工程特定物理量（例如波速）從而建構其一維影像，根據(jù)有關物理量的一維影像并結合擬定數(shù)學模型重現(xiàn)其二維以及三維投影，最終獲取可視化測控數(shù)據(jù)。由此觀之，該技術是有效測控水利水電工程材料分布、缺陷以及工程結構安全隱患的核心高新測控技術。（3）GPS技術。隨著通訊技術的發(fā)展，GPS技術的應用層面得到有力拓展，與水利水電工程中GPS技術的應用也不在少見。該技術主要是利用衛(wèi)星定位技術，監(jiān)測水利水電工程整體情況（如堤壩形變情況），并將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)通過衛(wèi)星發(fā)射器及時傳送至測控主機。（4）激光傳感器技術。激光傳感器技術的應用主要是利用激光發(fā)射點與激光接收點所構成的激光準直線為基礎，并通過觀測激光準直線在波帶板上的位移量以此確定測控數(shù)據(jù)。根據(jù)我國太平哨水電站長期實踐檢測數(shù)據(jù)表明，激光傳感器技術測控數(shù)據(jù)精準度較高并且其也具有較高的穩(wěn)定性。
2.2數(shù)據(jù)采集技術
數(shù)據(jù)采集技術是將各種傳感器檢測到的模擬量（如頻率、電阻、電容、電壓、電流、電感等）利用AD轉換將其化為數(shù)字量。因為傳感器檢測到的模擬量，不是計算機系統(tǒng)可以直接識別分析的計算機語言，因此才需要將其轉換為計算機直接識別語言即數(shù)字量（如溫度、應力應變、位移、滲壓等）。此外，傳感器檢測到的物理量，如果以模擬信號的形式遠距離傳送，便會出現(xiàn)不同程度的信號衰減，嚴重時甚至會導致信息失真。然而數(shù)字信號則可以遠距離傳輸且不會出現(xiàn)信號衰減，鑒此水利水電測控信號必須以數(shù)字信號的形式傳輸以此契合遠距離測控要求。因此傳感器信號采集系統(tǒng)理論上都需結合一定的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，根據(jù)測控要求及測控數(shù)據(jù)的不同，我們通常可以將數(shù)據(jù)采集裝置分為以下幾類：（1）自動化數(shù)據(jù)采集裝置。現(xiàn)目前，在水利水電工程中普遍采用的自動化數(shù)據(jù)采集裝置有我國南京電力自動化設備廠研發(fā)的FWC-1，以及美國研發(fā)的2300系統(tǒng)等。從整體上講，自動化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)大致可以分為總線型結構和集散型結構兩大類。總線型結構的典型代表是美國Geomation公司研發(fā)的2300系統(tǒng)，該系統(tǒng)的主要構成元件是工控機、智能測量模塊、AD轉換器等。此系統(tǒng)能夠自動和人工讀取測控信息，并具有較強的防雷功效。集散型結構的數(shù)據(jù)采集裝置主要代表是Geoma－tion公司研發(fā)的2300系統(tǒng)，該系統(tǒng)的主要結構是NMS主機、NRU網(wǎng)點以及由MCU構成的異地單元、無線發(fā)射器、監(jiān)測傳感器等。該數(shù)據(jù)采集裝置主要是實現(xiàn)多點集成是數(shù)據(jù)采集，在水利水電工程測控中，能夠實現(xiàn)全方位的數(shù)據(jù)采取要求。（2）人工數(shù)據(jù)采集裝置。人工數(shù)據(jù)采集裝置主要是依托于人力的數(shù)據(jù)采集形式，該數(shù)據(jù)采集裝置主要包括數(shù)據(jù)采集儀、傳感器、以及各種電阻式數(shù)據(jù)采集儀器。該形式的數(shù)據(jù)采集主要是應對部分復雜區(qū)域的信號采集。
2.3數(shù)據(jù)管理技術
水利水電工程需測控的數(shù)據(jù)多種多樣，測控體系往往會同時接受來自成千上萬傳感器傳遞的數(shù)據(jù)，如何高效處理數(shù)據(jù)是保證測控體系工作效率的關鍵，鑒此水利水電測控系統(tǒng)中我們還需利用起高新數(shù)據(jù)管理技術，譬如利用Sybase數(shù)據(jù)庫搭建數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺，建構起單進程、多線索結構，該結構的優(yōu)勢在于可以在單進程數(shù)據(jù)管理模式下同時服務于多重通路的用戶，從而提高數(shù)據(jù)管理效率。以此契合水利水電測控系統(tǒng)的要求。綜上所述，主要通過闡釋了各種可以施行與水利水電工程的高新技術，進而闡釋了高新技術在水利水電技術的中的實際應用。譬如CT傳感器技術在水利水電測控工作中能起到排除安全隱患的作用，以及以Sybase數(shù)據(jù)為基礎的監(jiān)控平臺可以實現(xiàn)多點測控要求等。總而言之，高新技術對于水利水電測控工作大有助益。
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