令人叹为观止的远程距离传感器应用

2018-1-29

在欧洲最大的桥梁工地——采尔廷根-拉赫蒂希的摩泽尔河大桥施工现场,一个来自特里尔应用技术大学的团队使用 SICK 远程距离传感器 DML40 和 DL1000 监控高达 150 米的钢筋混凝土桥墩在桥梁上部结构顶推时发生的形变。

 

数字化工业标准 4.0 已经处于建造规划阶段

自 2013 年起,特里尔大学的土木工程专业就实地开展实践项目提供施工记录援助。两位工学博士教授 Henning Lungershausen 和 Michél Bender 带领的大学生团队利用 SICK 远程距离传感器 DML40 和 DL1000,考察和测量钢筋混凝土桥墩在钢箱梁上部结构的顶推阶段所发生的形变。测量形变所用的系统是特里尔大学土木工程基于标准软件应用研究所 (ISA) 的新成果。飞行时间测量、精密机械、智能控制器和实时数据处理的组合实现自动化形变测定。该系统可手动或完全自动化搜寻测量目标并以最大 1 赫兹实施测量。微型计算机还能将温度、日期、测量值和造成的形变实时保存在数据库内供随时查看。Lungershausen 教授预测,未来该系统将成为传统建筑行业的关键角色:“数字化工业标准 4.0 也将在建筑规划领域实现越来越多的应用。就像 30 年前制图板过渡至 CAD 工作站对许多人而言是翻天覆地的变化,现在规划师很可能面临规模更大的飞跃。”

 

为施工领导层、高校和 SICK 打造双赢局面:(从左至右)SEH 施工领导工程学硕士 Michael Arz、工程学博士教授 Michél Bender、工程学博士教授 Henning Lungershausen、SICK 销售工程师 Arin Gharibian、学生 Verena Franzen。

 

智能测量技术在建筑工地备受青睐

对 SICK 而言,在摩泽尔大桥应用传感器是能证明 DML40 和 DL1000 的高可靠性、绝对精度和极大测量范围的好时机。由于实际测量流程是要求极严苛、考验所有参与方的艰巨任务,最后须将数千吨钢逐厘米安全推动至彼此相距最远 210 米的混凝土桥墩上方。

 

远距离传感器 DL1000 在测量期间瞄准相应桥墩的反射器。

 

在寻找合适的激光测量单元时,决定选用 SICK 远程距离传感器 DML40 和 DL1000。“SICK 远程距离传感器设计用于极广扫描范围。脉冲运行时间方法在一台反射器上实现最大 1,500 米的测量范围。因此,该设备十分适合我们的任务。”Bender 教授说道。距离传感器的分辨率调节范围为 0.001 至 100 mm,符合 1 级红外激光。根据测量距离达到最高 -10 mm(单次测量)和 6 mm(重复测量)的精度。

 

SICK DML40 传感器设计用于超大的测量范围。

 

与测量系统其他设备相组合,传感器可安装在洪斯吕克山脉侧的桥台间上。高校团队利用激光瞄准反射器(薄膜或玻璃三面反射镜),该反射器就安装在相应桥墩的顶推单元下方。在实际执行测量工序之前,应确定基准值。为测定测量系统的零位,将长时间记录相应桥墩的情况(最好在变化的温度条件下)。无论是在寒冬还是酷暑进行顶推,传感器无所畏惧:其坚固金属外壳能承受零下 10 摄氏度至 55 摄氏度的温度变化。

首先,顶推单元就位并与液压机接触。所有单元准备就绪后,员工根据 Michael Arz 施工主管的命令同时开始运行顶推压机和移动上部结构。通过无线电设备与利用测量设备实时监控测量值的大学生测量团队保持联络。若出现偏差,将立即告知施工主管 Arz。

在耗时数天的顶推期间,摩泽尔大桥的所有参与方需全神贯注,保持高度警惕。由于该方法不会自动执行,施工现场的工作模式取决于所有员工的丰富经验和全面技术知识。因此,使用智能测量技术监控流程和持续检测受到青睐,确保顺利完成施工。 

Martin Klingele

测距业务部主管

Martin Klingele 自 2009 年起担任测距部主管,是其所在领域的绝对专家。他和他的团队一起负责用于测量、定位、记录、检查和质量管理的前瞻性解决方案。这位受过高等教育的电气工程师在 SICK 担任过应用工程师和产品经理,已在公司工作了 20 多年。