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DL1000长量程距离传感器在桥梁建设中的应用
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位于德国Zeltingen-Rachtig市的High Moselle Bridge大桥,是目前欧洲在建的最大的桥梁工程。据其官方网站披露,来自Trier University of Applied Sciences大学的一个团队,正在使用来自SICK的DML40和DL1000长量程激光距离传感器,监测钢筋混凝土构件移栽铺设过程中的变化量。桥梁的柱子高达150米,是桥面平移铺设的支撑柱。

在桥梁建设的设计规划阶段就引入了工业4.0数字化标准

2013年以来,Trier University of Applied Sciences(特里尔应用科技大学)土木工程系,就一直为该桥梁的现场施工提供技术支持。由Henning Lungershausen教授和Michel Bender教授带领的学生团队,使用来自SICK的DML40和DL1000长量程距离传感器,对钢箱梁构件移栽过程中的移动量,进行实时监控。

该测量系统,由Trier University of Applied Sciences(特里尔应用科学大学)的土木工程标准软件应用研究所(ISA)开发设计。这套系统将时间飞行法距离测量、精密工程、智能控制和实时数据处理,完美结合,让移动量的自动化检测成为可能。该系统可以实现手动或全自动定位测量目标,并以最大1赫兹的频率进行实时测量。温度、日期、测量值以及移动量记录在本地工控机的数据库中。授权的用户可以在任何地点访问这些已经可视化处理的数据。

Lungershausen教授相信,在将来,该系统在保守的建筑行业是非常重要的。他说:“工业4.0数字化标准,甚至已经越来越多的开始在建筑的规划和设计阶段应用进去。30年前,设计师们从绘图板升级为计算机辅助设计(CAD),这种转变影响深远。同样地,现在他们迎来了另外一个飞跃,而且这次可能会更有意义。”

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来自SICK公司、大学和建设管理方的团队(从左到右):Michael Arz( SEH的建设经理),Michel Bender教授,Henning Lungershausen教授,Arin Gharibian(SICK的销售工程师),Verena Franzen(大学学生)

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智能测量技术在建筑业大受欢迎

High Moselle Bridge大桥建设项目中,来自SICK公司的DML40和DL1000传感器,以其完美的高可靠性、高精度和极远测量距离,成为最理想的选择。在整个监控系统中,测量环节是最关键,也是最有挑战性的。毕竟上万吨的钢材,要在混凝土柱子上一厘米一厘米的安全移动,其中一些柱子之间的距离达到了210米。

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DL1000长量程户外型传感器的激光打到贴在每个柱子的反射器就可以测量距离

实际的应用证明,SICK的DML40和DL1000远程传感器,是最合适的激光测距传感器。“来自SICK的长量程距离传感器工作距离非常远。基于激光脉冲时间飞行法原理,传感器的工作距离达到了惊人的1500米。正是基于这一点,我们相信,这就是我们要找的,可以完美完成我们任务的传感器。”

Bender教授解释说。在采用IR 1级激光的情况下,距离传感器的分辨率可以实现0.001至100毫米可调。根据实际工作距离,单次测量的精度高达10毫米,重复精度高达6毫米。SICK公司的DML40传感器的设计工作距离非常远。

测量系统中的传感器和其他一些设备,安装在Hunsruck(地名)一侧支撑柱下方的平台上。反射镜(反射胶贴或玻璃三重反射镜)安装在每根钢筋混凝土柱子顶部的移动单元的下部。在正式开始记录移动量之前,先需要对距离进行参考值示教。为了确定测量系统的零点值,需要很长一段时间内对每根柱子在不同温度下的距离变化进行记录。无论桥面施工是在寒冷的冬天,还是炎热的夏天,传感器坚固的金属外壳和独特的设计,都可以保证在-10到+55摄氏度环境温度变化下,正常工作。

首先,将移栽单元移动到相应位置,与液压机构接触。当所有的移栽单元都到位后,工人们等着施工经理Michael Arz发出信号,然后他们同时启动移栽压力机,推动桥梁构件的移动。

施工团队之间通过对讲机保持实时沟通,并与通过测量系统实时监测位移量变化的学生团队保持联系。

如果发现任何差异或者异常情况,学生团队会立即通知施工经理Arz。每次构件的移栽可能需要持续数天时间,High Moselle Bridge大桥项目中的每一个人,都需要保持高度的热情和紧张。因为移栽过程不是全自动化的,所有工人的丰富经验和知识变得非常关键。也因为如此,持续的实时监控和采用智能测量技术,对跟踪过程数据,确保建设项目顺利运行,是非常必要且重要的。

 


 

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