重新翻新 - 2012

经过8年时间,系统一直工作正常,并且没有进行过任何维护。2012年 4月,秤体需要进行翻新,因为巨石的冲击,已经对钢梁早成了损害。并且有断裂的可能。

这次更新是非常广泛的,不仅对秤台和钢梁进行了替换,另外还希望重新更换了传感器和弹性体,以确保精度和寿命。

在替换之前,我们一直怀疑传感器存在着很大误差,认为有10吨左右。但结果显示,误差是恒定的,也就是我们可以继续使用旧传感器。

测量泥石流: 追踪极限力

泥石流中,数以吨计的泥土,碎片和水被冲刷到山谷中。 为了更好的理解过程中产生的力,瑞士联邦研究院WSL 采用 HBM 测量技术制作了一个特殊的秤。

"如果您见过山体滑坡,你不会很快忘记那雷鸣般的咆哮", 瑞士联邦研究院 WSL Yolanda Deubelbeiss 博士说。

山体滑坡经常发生在强降雨或冰雪融化过程中或者之后一段时间。松散的泥土浸水饱和后开始滑动并沿途产生很多碎片。树木和石块也一起被冲刷并以每秒几米的速度冲入山谷,经常会造成灾难性的后果。如果泥石流对河床进行冲刷,其将严重损害房屋,道路和桥梁。

地质灾害地图 表示发生这种灾害的危险性和可能性。其实根据相关定义进行计算机模拟的结果。但更重要的是需要进行实地考察,尤其在进行新区域规划时。例如建筑水坝或扩大河床时。计算机只能进行理论的模拟。

为了给人类提供更好的保护,我们需要知道山体滑坡中到底发生了什么。我们需要建立更先进的仿真模型,以便更真实地反映自然过程,以便进行更方便容易的预测。

称量山体滑坡

因此,瑞士联邦研究院 (WSL) 2000年在阿尔卑斯山设立了 山体滑坡 观测站。 "地点非常合适,因为在瑞士的阿尔卑斯山每年都会有数次山体滑坡,因此我们能够测量真实的自然过程,"  Deubelbeiss 博士说。 自2004年以来,视频摄像机,超声波传感器和雷达等各种设备都已经安装到位,添加到一台泥石流秤上。 "这台秤帮助我们更好地理解山体滑坡的物理过程,而不是仅仅从外部观测。" 实际上,这是全球第一个也是最大的秤。

解耦力的测量

测量泥石流秤
安装在秤体上的力和称重传感器

科学家们使用混凝土桥梁结构作为秤体基础。 其扁平的 U 型结构架立在 Illbach 溪床的上方。8米见方,12毫米厚,重达300公斤的钢板作为秤体台面。其还包括了 HEB360 部分 (2800 公斤), 作为测量部分。

"测量如此 巨大的动态力 实际上非常困难。山体滑坡是运动的,我们不可能让其停下来进行测量。“ WSL 测量专家 Bruno Fritschi 解释道。为了表示泥石流的力,秤体记录了垂直的法向力。这些力表示了从上到下施加的压力,并且同时测量了水平剪切力

因为在材料向前移动时,不断的负载被产生。泥石流深度,速度和水流压力也同时被测量。 "首先我们获得了流经这些数据点的泥石流的真实概括。同时,数据之间的相互关系对于测量技术来说是一个非常大的挑战。因为这些值必须进行解耦。这也是我们为何使用 HBM 传感器的原因,因为 HBM 不仅非常精确,并且能够让我们测量垂直力,而不会受到水平剪切力的影响。

泥石流产生的力通过弹性体传递到 称重传感器 (C2, 50 吨) 上。 ZEL 弹性支撑有多层钢板和橡胶层组成,并位于传感器的上方,这种结构可以消除水平方向的剪切力。 另外一个方向也安装了 U2A 称重传感器 ,同样可以消除其他方向的分力。

承受巨大冲击

泥石流的冲击高达数吨, "因此测量技术不仅需要获得高精度的测量结果, 其还需要承担更多," Fritschi 解释道. "泥石流中大型的石头在高速运动中,会产生巨大的冲击,传感器必须承受巨大的负载。我们必须对其进行保护,防止对传感器造成损害。”

根据测量结果,泥石流会以高达 40吨冲击力行进,速度高达每秒6米。HBM 的传感器系统的弹性支撑必须能够吸收这些力。并且传感器需要能在恶劣环境下工作。秤体的四周充满了泥浆和水,并且冬天异常的寒冷。

联系我们 如果您希望与HBM联系,无论是技术问题还是希望进行商务合作或者是产品咨询,我们都将为您服务