热桥式冲淤深度传感器的实际工程运用及安装工艺设计(2)
很突然，没有预警或者结构发生破坏的迹象。重要的是要监控实时冲刷深度的变化，以防止
桥梁的灾难性故障和可能丧失生命。这对于那些负载高流量的桥梁来说是很重要的。这些原
位测量能够被用到研究最大冲刷深度和在不同流量情况下各种沉积物的冲刷率。
一个现场测量系统提高了一座大桥的安全性，以及在防止过早或不必要的桥梁文护方面
符合成本效益。另外，它应该是能够被运用到具有不同的基础的桥梁上。然而，在湍流边界
层，涡流系统，随时间变化的流量模式和输沙机制，使冲刷极其复杂的现象等对桥墩/桥台的
综合影响。
因此，实验研究必须考虑传感器在安装的过程中，保证该套设备能够稳定地工作，能够
在大风暴雨等恶劣环境中能够稳定读取数值、处理数据、传输数据，能够保证结构和电路的
完整可用。在所安装的基础发生类型变化时，应该可以使用该种方法灵活适配。保证安装顺
利进行。
1.2 研究内容
一般随着洪水流量的变化，监测设备的精确度会发生变化，并且对于完全确定洪水冲刷
后的破坏程度，桥梁的纯后期检查是不够的。由于观测的困难，现场的数据是有限的[1-4]。因
此，在传统的桥梁监测方案设计方法中，允许冲刷的安全限度通常是大到足以补偿任何不确
定性因素，并且，过度设计的保护和不必要的成本可能会浪费了很多钱。因此在传感器设计
安装的时候，不仅要对数据解调仪的算法和传感器的测算模式提供较好的方案，在解调仪和
传感器安装时，传感器的探头安装位置，固定方式等都要做优化设计，来保证系统的稳定运
行。安装工艺的优劣在一定程度上也决定了传感器在使用时用户得到的数据的可靠性。因此
本次设计将对该传感器及其解调仪的安装工艺和实际运用做深入的探讨。 1.3 研究过程
正如前面提到的，如果冲刷过程是可以被认知的，在施工期间就能够采取高效率和成本
效益高的适当的桥梁设计或补救措施。然而，这些进程是复杂的。冲刷主要发生在高水位阶
段，往往由于洪峰流量消退而消失。不幸的是，获得现场冲刷深度信息，用直接测量是非常
困难的，因为通常伴随着高速风和倾盆暴雨，台风洪水，是非常危险的[5-8]
。在本次设计中必
然要设置现场模拟或者利用实际现场原位测试的方法模拟解调仪在各种工作环境下的工作稳
定性。然而测量系统中的工作稳定性以及工作电流和工作电压需要在实验室中进行模拟。
1.4 设计目标
本次毕业设计的目标任务有以下几点：
（1）高精度传感探头结构设计、安装方法和封装工艺：传感器的传感头中包含了加热块
和两个温度传感器，其相对的位置距离是固定的，在安装和使用过程中必须保证其完全的固
定，不能发生相对位置的偏移，所以要求传感探头具有很高的稳固性；为了在安装和使用过
程中不发生传感器外形和导热层厚度的改变,传感器的外壳材料必须满足一定的强度；要求为
了适应长期复杂的水下环境，要对传感探头进行反复的水下测试，逐步总结出传感探头的安
装方法和封闭工艺。
（2）数据解调仪的供电方式的设计，数据解调仪必须处于 24 小时待机的状态，因此在
电源管理上，设备的持续供电十分重要。
（3）数据解调仪的合理位置安装，数据解调仪的精密性要求设备必须在一个稳定环境中
工作。 2 设备的主要组成部分概述
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