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無線及MEMS傳感技術有效監測我國隧道運營安全

作者:admin來源:傳感器專家網 日期:2017-3-15 15:27:09 人氣: 標簽:

  截至2016年年底,我國有30個城市已開通運營城軌交通線路4153公里,規模居世界第一。此外,長度同樣居世界第一的公路隧道、高鐵隧道、電力隧道也創歷史新高。作為交通和能源命脈,在100年的設計壽命期內,隧道結構的健康服役對于城市正常運轉至關重要。

  由于城市隧道所處的地質及周邊環境敏感,使用條件苛刻,并且結構構件連接處及構件自身在施工缺陷、材料劣化等因素長期作用下會出現薄弱環節,一旦結構損壞不易或不可更換,因而對城市隧道結構健康服役提出了極高的要求。

  目前,部分城市如上海的軌道交通隧道、電力隧道結構健康服役問題已開始顯露。但由于我國城市隧道建設發展快且歷史較短,人們對結構健康服役問題的嚴重性重視程度不夠。

  為使隧道結構健康服役,就需要對隧道進行連續、長期、實時的監控。就像神經末梢一樣,需要時刻感知進而掌控隧道結構的整體健康狀態。

  過去,人們對結構健康性能的監測主要是采用傳統的人工監測方法以及有線傳感器來實現。人工方法的缺陷在于主要依靠人的經驗,而不同的人進行監測的差異較大,除漏檢外,還會導致很多不確定性,難以主動、實時、可靠地感知結構性能。

  即使采用有線監測的方式,也存在許多弊端。利用傳統的有線監測方式,布設中需要負擔昂貴的電纜費用,且在結構上布設電纜繁瑣困難,安裝維護費用高,甚至在某些情況下無法實現布線,且傳回大量監測數據也給數據處理帶來困難,對其廣泛應用造成極大的限制。

  因此,需要尋找一種更加智慧且價格低廉的檢測方法。

  隨著智能傳感器技術、無線通信技術和微機電系統(MEMS)技術的出現,使得無線傳感網絡技術得到了發展,能夠克服有線傳感網絡的布線量大、費用高等不足,在實際應用中具有重要的意義。

  無線傳感網絡的無線傳輸能力,節省了電纜的使用,可大大降低安裝成本,減少安裝工作量,增加布置的靈活性;其智能傳感節點,基于MEMS技術,尺寸更小,成本更低,集成的微處理器的計算能力,可實現自診斷、自組織的功能,極大推動結構監測的智能化。

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