Радиотехническая аппаратура высокоточного контроля геометрической формы плотин гидроэлектростанций

Гидротехнические сооружения гидроэлектростанций представляют собой объекты повышенной опасности, поэтому постоянное наблюдение за их состоянием, контроль геометрических и физико-механических параметров минимальное необходимое требование, обеспечивающее безопасность и надежность работы этих сооружений в течение всего эксплуатационного срока.

Естественно, что крупные строительные конструкции нуждаются в оперативных оценках их состояния по большому числу физических параметров и по многим контрольным точкам, разнесенным в пространстве и времени.

Системно подобная задача может быть решена лишь при комплексном внедрении автоматизированных средств контроля и измерений с использованием современных достижений вычислительной техники, радиоэлектроники и связи.

Между тем сегодня многие гидротехнические сооружения крупных гидроэлектростанций России, используют технику наблюдения, относящуюся к поколению 30-летней давности по состоянию на начало их строительства, что не отвечает требованиям безопасности работы этих сооружений с учетом старения во времени материалов и деталей строительных конструкций.

Одним из параметров контроля и мониторинга гидротехнических сооружений гидроэлектростанций является оценка прочностных характеристик, по геометрической форме плотины (створа), для которой при воздействии различных внешних факторов (чередование времен года, изменение уровня водохранилища, сейсмических воздействий и др.) необходимо измерять перемещение отдельных участков гребня плотины. Существует несколько методов контроля геодезического створа сооружений гидроэлектростанций, которые включают в себя различные варианты реализаций:

· струнный створ - закладывается внутри плотины вдоль галерей и представляет собой подвешенную на береговых анкерах стальную струну, защищенную асбестовым трубопроводом. Для снижения провисания, струна подвешивается на поплавках через определенное расстояние, порядка 20 метров. Координаты смещения стенки трубы относительно струны измеряются вручную или с помощью оптических, индуктивных и емкостных датчиков, расположенных вдоль плотины. Используется на большинстве гидроэлектростанций;

· оптический створ - представляет собой метод оптической пеленгации точеных источников света (лазеров, и т.п.), расположенных в дискретных точках вдоль кромки плотины;

· дифференциальный створ - если плотина состоит из нескольких десятков блоков (плотина Зейской ГЭС), относительное смещение которых под напором воды определяет в целом контур верхней кромки, то возможным вариантом измерительного створа может быть способ дифференциального измерения относительных смещений строительных блоков с использованием датчиков перемещения;

· радиотехнический створ:

разностно-дальномерный метод - в этом методе вдоль створа устанавливаются маломощные радиомаяки (радиоточки), а их координаты пеленгуются с берега фазовым радиопеленгатором в виде двух разнесенных по горизонтали приемных антенн и фазометра;

дальномерный метод - по этому варианту прием сигналов радиомаяков осуществляется в одной точке. При этом измеряется разность фаз между опорным сигналом местного гетеродина приемника и принимаемого сигнала от выбранного радиомаяка.

Системы глобального позиционирования ГЛОНАСС и GPS пока не отвечают заданным требованиям точности. В перспективе с применением методов накопления и обработки информации со спутников, контрольно-корректирующих базовых станций и дополнительных устройств потребителя, станет возможным достигнуть высокой и достаточной для заданной в ТЗ точности измерений. В настоящее время, использование дифференциальной поправки, основанной либо на геостационарных спутниках, либо на наземных базовых станциях, даже с накоплением дает точность в десятки сантиметров (10-50 см).

Наиболее перспективным является радиотехнический метод. Как будет показано ниже, при рассмотрении предлагаемого метода, с его помощью можно достигнуть малых значении инструментальной погрешности, что позволит более детально и быстро следить за состоянием тела плотины, накапливать статистические данные о створе, оценивать риски и реагировать на них до происшествия возможных чрезвычайных ситуаций, то есть предсказывать поведение створа.

Целью работы

является разработка радиотехнического метода и аппаратуры высокоточного контроля геометрической формы плотин гидроэлектростанций и включает в себя, в том числе, следующие задачи исследования

:

. Обоснование радиотехнического метода измерений точных расстояний;

. Функциональная схема системы фазовой автоподстройки частоты;

. Поиск схемотехнических решений;

. Оценка основных параметров ФАПЧ;

. Безопасность и экологичность разработки;

. Технико-экономическое обоснование

Практическая значимость и внедрение результатов исследований:

Проведение вышеперечисленных исследований позволит создать высокоточный метод измерения расстояния (смещений) и оборудование контроля над створами плотин или другими малоподвижными объектами которым требуется мониторинг и оценка их прочностных параметров.

    Еще статьи по теме

    Проектирование сети беспроводной связи WiMAX стандарта IEEE 802.16e для сельского населенного пункта
    Темой дипломного проекта является проектирование сети беспроводной связи WiMAX стандарта IEEE 802.16e для сельского населенного пункта. Системы беспроводной передачи информации существует столько же, сколько и сама ч ...

    Разработка предложений по оперативному изменению структуры системы обмена данными учебных классов
    Сегодня возникла необходимость сосредоточить усилия на решение такой важной проблемы, как совершенствование вычислительной техники, ее элементной базы и математического обеспечения средств и систем сбора, передачи и обработки ...

    Главное меню

    © 2018 / www.techsolid.ru