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采用**稱重傳感器對泥石流進行稱重的秤

采用**稱重傳感器對泥石流進行稱重的秤

泥石流中,數以噸計的泥土,碎片和水被沖刷到山谷中。為了更好的理解過程中產生的力,瑞士聯邦研究院 WSL 采用 德國測量技術制作了一個特殊的秤。


"如果您見過山體滑坡,你不會很快忘記那雷鳴般的咆哮", 瑞士聯邦研究院 WSL Yolanda Deubelbeiss 博士說。


地質災害地圖 表示發生這種災害的危險性和可能性。其實根據相關定義進行計算機模擬的結果。但更重要的是需要進行實地考察,尤其在進行新區域規劃時。例如建筑水壩或擴大河床時。計算機只能進行理論的模擬。


稱量山體滑坡

因此,瑞士聯邦研究院 (WSL) 2000年在阿爾卑斯山設立了 山體滑坡 觀測站。 "地點非常合適,因為在瑞士的阿爾卑斯山每年都會有數次山體滑坡,因此我們能夠測量真實的自然過程," Deubelbeiss 博士說。 自2004年以來,視頻攝像機,超聲波傳感器和雷達等各種設備都已經安裝到位,添加到一臺泥石流秤上。 "這臺秤幫助我們更好地理解山體滑坡的物理過程,而不是僅僅從外部觀測。" 實際上,這是 ****個也是*大的秤。


解耦力的測量

科學家們使用混凝土橋梁結構作為秤體基礎。 其扁平的 U 型結構架立在 Illbach 溪床的上方。8米見方,12毫米厚,重達300公斤的鋼板作為秤體臺面。其還包括了 HEB360 部分 (2800 公斤), 作為測量部分。


"測量如此 巨大的動態力 實際上非常困難。山體滑坡是運動的,我們不可能讓其停下來進行測量?!?WSL 測量專家 Bruno Fritschi 解釋道。為了表示泥石流的力,秤體記錄了 垂直的法向力。這些力表示了從上到下施加的壓力,并且同時測量了 水平剪切力。


因為在材料向前移動時,不斷的負載被產生。泥石流深度,速度和水流壓力也同時被測量。 "首先我們獲得了流經這些數據點的泥石流的真實概括。同時,數據之間的相互關系對于測量技術來說是一個非常大的挑戰。因為這些值必須進行解耦。這也是我們為何使用 HBM 傳感器的原因,因為 HBM稱重傳感器 不僅非常**,并且能夠讓我們測量垂直力,而不會受到水平剪切力的影響。


泥石流產生的力通過彈性體傳遞到 稱重傳感器 (C2, 50 噸) 上。 ZEL 彈性支撐有多層鋼板和橡膠層組成,并位于傳感器的上方,這種結構可以消除水平方向的剪切力。 另外一個方向也安裝了 U2A 稱重傳感器 ,同樣可以消除其他方向的分力。

采用HBM稱重傳感器對泥石流進行稱重的秤

承受巨大沖擊

泥石流的沖擊高達數噸, "因此測量技術不僅需要獲得高精度的測量結果, 其還需要承擔更多," Fritschi 解釋道. "泥石流中大型的石頭在高速運動中,會產生巨大的沖擊,傳感器必須承受巨大的負載。我們必須對其進行保護,防止對傳感器造成損害?!?


根據測量結果,泥石流會以高達 40噸沖擊力行進,速度高達每秒6米。HBM 的傳感器系統的彈性支撐必須能夠吸收這些力。并且傳感器需要能在惡劣環境下工作。秤體的四周充滿了泥漿和水,并且冬天異常的寒冷。

采用HBM稱重傳感器對泥石流進行稱重的秤

重新翻新 - 2012

經過8年時間,系統一直工作正常,并且沒有進行過任何維護。2012年 4月,秤體需要進行翻新,因為巨石的沖擊,已經對鋼梁早成了損害。并且有斷裂的可能。


這次更新是非常廣泛的,不僅對秤臺和鋼梁進行了替換,另外還希望重新更換了傳感器和彈性體,以確保精度和壽命。


在替換之前,我們一直懷疑傳感器存在著很大誤差,認為有10噸左右。但結果顯示,誤差是恒定的,也就是我們可以繼續使用舊傳感器。



粵公網安備 44030602001747號

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