基于振弦式传感器的大坝渗压监测系统开发
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摘要
渗压监测是大坝安全监测中重要的监测项目之一，20世纪70年代以来，大坝安全自动化监测系统得到了飞速发展，但渗压自动化监测系统由于其设备运行环境恶劣、可靠性要求高，仍是大坝安全自动化监测系统中存在问题较多的项目之一。为此，本文研制开发了新一代基于振弦式传感器的大坝渗压自动化监测系统。
文中阐述了振弦式传感器的工作原理和特点，提出了大坝渗压自动化监测系统的硬件、软件结构以及数据通讯设计思想和实现方法，研制出了以单片机为核心的智能型大坝渗压自动化监测系统。该系统样机在实验室进行了测试和试运行。该系统具有如下特点：1、信号采集实现了频率与温度信号由同一信道进行采集、处理的功能，从而实现了真正意义上的16信道。2、采集单元具有LCD液晶显示功能，可直接显示采集信号，便于维护、检查。3、提高了频率采集的精度等级，增加了信号及电源防雷击和抗电磁干扰功能模块。体积小，造价低，适应现场恶劣环境。测试和试运行结果表明：该系统的硬件和软件具有较强的通用性和稳定性，性能指标符合设计要求。
Osmotic pressure monitoring is one of the items in dam safety monitoring. The automatic monitoring system of dam safety has been developed quickly since 1970. But for the adverse operation circumstances, high reliability requirements of osmotic pressure automatic monitoring system, it still has some problems in the automatic monitoring system of dam safety. Therefore, a new dam osmotic pressure automatic monitoring system based on vibrating string sensor is developed.
The work principle and character of vibrating string sensor are elaborated in this paper. The design thought and realization method of hardware, software structure and data communication for dam osmotic pressure automatic monitoring system is put forward. Intelligent dam osmotic pressure automatic monitoring system with single chip as core is developed. The system sample has been tested and operated for trial in the lab. The system has following characters: 1 Frequency and temperature signal is collected and treated in same channel, and the real 16-channel has been realized. .2 Collection unit has LCD function that can display collected signal for the convenience of maintenance and inspection. 3 The accuracy grade of frequency collection is improved, the function modular to prevent lightning and electromagnetic disturbance of signal and power source is added. It has the characters of small size, low cost and good adapting for adverse circumstance. Test and trial operation results show that the hardware and s
oftware of this system has strong versatility and stability, and performance index conforms to design requirements.
文中阐述了振弦式传感器的工作原理和特点，提出了大坝渗压自动化监测系统的硬件、软件结构以及数据通讯设计思想和实现方法，研制出了以单片机为核心的智能型大坝渗压自动化监测系统。该系统样机在实验室进行了测试和试运行。该系统具有如下特点：1、信号采集实现了频率与温度信号由同一信道进行采集、处理的功能，从而实现了真正意义上的16信道。2、采集单元具有LCD液晶显示功能，可直接显示采集信号，便于维护、检查。3、提高了频率采集的精度等级，增加了信号及电源防雷击和抗电磁干扰功能模块。体积小，造价低，适应现场恶劣环境。测试和试运行结果表明：该系统的硬件和软件具有较强的通用性和稳定性，性能指标符合设计要求。
Osmotic pressure monitoring is one of the items in dam safety monitoring. The automatic monitoring system of dam safety has been developed quickly since 1970. But for the adverse operation circumstances, high reliability requirements of osmotic pressure automatic monitoring system, it still has some problems in the automatic monitoring system of dam safety. Therefore, a new dam osmotic pressure automatic monitoring system based on vibrating string sensor is developed.
The work principle and character of vibrating string sensor are elaborated in this paper. The design thought and realization method of hardware, software structure and data communication for dam osmotic pressure automatic monitoring system is put forward. Intelligent dam osmotic pressure automatic monitoring system with single chip as core is developed. The system sample has been tested and operated for trial in the lab. The system has following characters: 1 Frequency and temperature signal is collected and treated in same channel, and the real 16-channel has been realized. .2 Collection unit has LCD function that can display collected signal for the convenience of maintenance and inspection. 3 The accuracy grade of frequency collection is improved, the function modular to prevent lightning and electromagnetic disturbance of signal and power source is added. It has the characters of small size, low cost and good adapting for adverse circumstance. Test and trial operation results show that the hardware and s
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引文
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[3]吕刚，大坝安全监测技术及自动化监测仪器、系统的发展，大坝观测与测试，2001,25(5)：1～5．
[4]吕刚，我国大坝安全监控系统自动化技术的发展，大坝观测与测试，1996,20(1)：3～11．
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[8]赵花城，我国大坝安全监测自动化现状与发展目标，大坝与安全，2001，2，34～44．
[9]方卫华，试论大坝安全监测自动化的发展方向，四川水力发电，2000，1 9(4)：93～94．
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[11]方卫华，王润英，大坝安全监测自动化的现状与展望，水利技术监督，2000，8(5)：25～27．
[12]邹勇军，大坝扬压力自动化观测系统，北京水利，1996，5，38～40．
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[23]徐津，刘华，振弦式传感器信号采集及数据处理，工业安全与防尘，2000，1．16～19．
[24]马洪连，姚健伟、吴永航，六路巡检振弦测试仪的研制，仪表技术，2001，3，26～27．
[25]贾嵘，南海鹏，姜虹，薛惠锋，分布式计算机监控系统的应用研究，计算机工程与应用，2002，2，151～154．
[26]李代富，扬压力自动化测量系统在风滩大坝上的应用，大坝观测与土工测试，1994，18(4)：17～19．
[27]南京航空学院、北京航空学院合编，传感器原理，国防工业出版社，1980年。
[28] 李华主编：《MCS-51系列单片机实用接口技术》，北京航空航天大学出版社，1993年8月。
[29] 马良主编：《应变电测与传感器技术》，中国计量出版社。1993年11月。
[30] 康华光主编：《电子技术基础(模拟部分)(第四版)》，高等教育出版社。1996年6月。
[31] 马忠梅，籍顺心等主编。《单片机的C语言应用程序设计》，北京航空航天大学出版社。1999年1月。
[32] 王肖巍，低压框架式短路器智能监控单元的研制。西安交通大学硕士学位论文，2002年3月。
[33] 陶时澎。《电子测量中的工频干扰及屏蔽》。中国计量出版社1991。
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