港珠澳大橋背后的傳感器黑科技

導(dǎo)讀：籌備6年，建設(shè)9年，港珠澳大橋歷時足足1 5年，它的建成有很多的黑科技在背后支撐著，其中先進的傳感器技術(shù)是實現(xiàn)和保證港珠澳大橋正常運轉(zhuǎn)和安全的基礎(chǔ)之一。

備受矚目的港珠澳大橋正式開通，這座世界上最長的跨海大橋注定成為全球關(guān)注的焦點。港珠澳大橋?qū)⑾愀?、珠海和澳門三地緊密的連接在一起，總長約5 5公里，是粵港澳三地首次合作共建的超大型跨海交通工程?；I備6年，建設(shè)9年，港珠澳大橋歷時足足1 5年，它的建成有很多的黑科技在背后支撐著，其中先進的傳感器技術(shù)是實現(xiàn)和保證港珠澳大橋正常運轉(zhuǎn)和安全的基礎(chǔ)之一。

1 港珠澳大橋不可或缺的傳感器黑科技

名稱：高精度傾角傳感器

作用：實時監(jiān)測

傾角傳感器又叫傾斜儀、測斜儀、水平儀、儀是自動化和電子測量技術(shù)發(fā)展的結(jié)果。作為一種檢測工具,它已成為橋梁架設(shè)、鐵路鋪設(shè)、土木工程、石油鉆井、航空航海、工業(yè)自動化、智能平臺、機械加工等領(lǐng)域不可缺少的重要測量工具。電子水平儀是一種非常精確的測量小角度的檢測工具，用它可測量被測平面相對于水平位置的傾斜度、兩部件相互平行度和垂直度。

據(jù)了解，由于港珠澳大橋需要很多又長又重的巨大混凝土沉管，然后把它們運輸?shù)绞┕ずＳ?，安裝到海底基槽中，這些沉管就像海底的大鐘擺，需要精確測量其左右、上下以及傾角方向上的擺幅。由于海水很深導(dǎo)致了沉管運動的超低頻，如果傳感器沒有極高的靈敏度不可能測到。

最后，國內(nèi)某家傳感器技術(shù)企業(yè)深入分析了深水管節(jié)對接問題，決定采用監(jiān)測管節(jié)運動姿態(tài)的方法來保障管節(jié)的順利對接，在管節(jié)的前后端分別設(shè)有測試點，并在關(guān)鍵的前端設(shè)有多支備份傳感器，保證測試信號的準(zhǔn)確可靠，監(jiān)測深水長周期管節(jié)運動姿態(tài)屬于超低頻微小幅值振動。據(jù)傾角計，經(jīng)常用于系統(tǒng)的水平角度變化測量，水平儀從過去簡單的水泡水平儀到現(xiàn)在的電子水平悉，這是國內(nèi)最先進的微機械陀螺和高精度傾角傳感器。

（地圖上的珠港澳大橋）

名稱：高精度陀螺儀

作用：實現(xiàn)曲直線的精準(zhǔn)對接

陀螺儀是用高速回轉(zhuǎn)體的動量矩敏感殼體相對慣性空間繞正交于自轉(zhuǎn)軸的一個或二個軸的角運動檢測裝置，陀螺儀分為壓電陀螺儀、微機械陀螺儀、光纖陀螺儀和激光陀螺儀，它們都是電子式的，并且它們可以和加速度計，磁阻芯片，GPS，做成慣性導(dǎo)航控制系統(tǒng)。

在港珠澳大橋的建設(shè)過程中，建設(shè)斷面曲線管幕隧道遇到了很大的施工難度，因為在進行大橋貫通時，如何實現(xiàn)對港珠澳大橋連接線的控制和對接成為了當(dāng)時的“特級難題”。據(jù)了解，受地理地形所限，拱北隧道采用的是曲線管幕施工技術(shù)，因為隧道有一段不是直的，超大曲線管幕施工難度很高。

最后采用了陀螺儀技術(shù)實施曲直線的精準(zhǔn)對接，這是港珠澳大橋珠海連接線的關(guān)鍵控制性工程。

名稱：激光傳感器

作用：測量和定位沉管

激光傳感器利用激光技術(shù)進行測量的傳感器，它由激光器、激光檢測器和測量電路組成。激光傳感器是新型測量儀表，它的優(yōu)點是能實現(xiàn)無接觸遠(yuǎn)距離測量，速度快，精度高，量程大，抗光、電干擾能力強等。由于港珠澳大橋采用了很多的海底沉管，在對它們進行位置測量時，普通的傳感器無法實現(xiàn)。

由激光傳感器組成的三維可視化測量系統(tǒng)可對隧道的開挖斷面測量、船舶拋錨定位和多波束測量顯示水下三維地形圖等進行測量定位，這項技術(shù)在全球處于領(lǐng)先地位。

名稱：監(jiān)測傳感器（位移傳感器、液壓測力傳

感器等）

作用：監(jiān)測橋梁的健康狀況

由于珠海澳門和香港靠近沿海地區(qū)，每年都會遇到各式各樣的臺風(fēng)，在遇到大風(fēng)時，橋梁的安全監(jiān)測至關(guān)重要。在進行珠港澳大橋的設(shè)計時，除了采用更好的設(shè)備保證橋梁的抗壓和正常運轉(zhuǎn)，強大的傳感檢測器也成為了必不可少的黑科技產(chǎn)品。據(jù)悉，珠港澳大橋上有很多的液壓測力傳感器、力矩傳感器、重力傳感器等，它們將最新的數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)對橋梁健康狀況的精準(zhǔn)判斷。

2 幾千種傳感器構(gòu)成港珠澳大橋的高精密感知系統(tǒng)

除了上述列舉的四大技術(shù)難度頗高的傳感器，在港珠澳大橋上設(shè)置了各式各樣的傳感器，用它們對隧道內(nèi)的風(fēng)速、溫度、濕度、壓力、氣壓差，以及二氧化碳、氮氧化物和微顆粒的濃度等參數(shù)進行實時監(jiān)測，據(jù)粗略統(tǒng)計，港珠澳大橋至少用到了千種相關(guān)的傳感器，氣體傳感器、溫濕度傳感器、壓力傳感器、激光傳感器等是必不可少的，它們一起構(gòu)成了港珠澳大橋的高精密感知系統(tǒng)。

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