基于 PSD 的大坝变形监测仪关键技术研究

梁永荣，吴健琨，王春树

（1. 水利部南京水利水文自动化研究所，江苏 南京 210012；2. 水利部水文水资源监控工程技术研究中心，江苏 南京 210012）



基于 PSD 的大坝变形监测仪关键技术研究

梁永荣1，2，吴健琨1，2，王春树1，2

（1. 水利部南京水利水文自动化研究所，江苏 南京 210012；2. 水利部水文水资源监控工程技术研究中心，江苏 南京 210012）

摘 要：为解决现有大坝变形监测仪器可靠性不高等问题，基于半导体位置传感器 PSD，以静力水准仪为例，在优化设计电路的基础上，设计新型变形监测仪器系统。通过系统一致性、稳定性和温度适应性实验，分析监测仪器的测量精度、温度适应性和测量时间 3 个关键技术指标：测量精度高达 0.002 mm，温度稳定性达到0.001 mm，测量时间短到 1 s。实验证明，PSD 式新型监测仪器优于现有的变形监测仪器。

关键词：PSD；大坝变形监测；静力水准仪；关键技术

0　引言

变形监测是我国工程安全信息智能感知体系的重要方式。精确的变形测量直接影响到堤坝、高边坡、地铁、高层建筑等基础设施的监管，如果这些工程失事，不仅意味着投资的损失和功能的失去，而且将导致人民生命财产的巨大损失和重大的生态灾难，甚至影响社会的稳定。

目前，变形监测主要采用垂线坐标仪、引张线仪、静力水准仪等实现自动化测量［1］。这些仪器在工程应用中存在光源干扰严重、测量时间长、温度影响大等缺点。针对这些问题，研究了一种新型位置传感器 PSD，其感光区域只与光源重心位置有关，响应时间短达 5 us，分辨率高达 1 um，光谱响应范围广达 380～1 100 nm。……