VSPECT^®生活必需品专利技术改进振动线测量

概述

振动线传感器被认为是长期部署的最佳传感器。振动线传感器提供真正的“归零”，无与伦比的长期稳定性，和不受影响的温度校正。由于这个原因，Campbell Scientific的数据采集(DAQ)系统已经被用于监测振动线传感器的输出数十年了。

虽然振动线传感器提供了出色的测量，但仍有一些挑战需要克服。几年前，坎贝尔科学公司的工程师们被询问是否可以开发出一种设备来克服这些传感器固有的挑战。他们确定了四个关切领域:

1. 了解传感器读数何时开始漂移或“坏”。经过几十年的部署，振动线传感器的振幅或频率可能会降低。使用传统的时域测量方法很难得到准确的测量结果。
2. 振动线传感器的测量结果具有可变性，通常需要后端数据分析来提取正确的数据。工程师们希望提高测量的保真度，并提高直接从传感器获得的数据的准确性。
3. 振动线传感器被电场包围并受到电场的影响。手动从测量数据中消除这种电噪声需要时间和资源。工程师们想要一种能在录制之前自动消除噪音的设备。
4. 测量振动线传感器准确和重复的电缆长度过长。

Campbell Scientific能够解决这些关注的领域，因为他们开发了光谱分析方法来测量振动线传感器。这项专利VSPECT^®该技术已被集成到几个坎贝尔科学的测量设备中。每个提供:

1. 测量诊断它提供信号振幅、信噪比和竞争性噪声频率。这使得同一传感器可以连续使用几十年，即使电线被放松。
2. 提高测量精度。采用VSPECT测量传感器的测量精度是传统时域方法的10倍。
3. 电噪音消除。删除错误数据的后处理不再是必需的。这意味着数据可以实时使用。
4. 增加电缆的长度。扩展振动线传感器电缆长度的能力，超出了时域方法所能测量的范围。

介绍

结构和岩土工程师经常使用振动线传感器来测量应变、压力、倾斜、位移和荷载。这些传感器以精确、稳定和耐用而闻名，这使得它们非常适合长期的静态监测。尽管可以接受，但振动线传感器有时会受到外界电磁噪声的影响，而且随着时间的推移，传感器内的振动线会松动。这个缺点会产生不可用的数据，需要数据分析人员投入大量的精力来确定他们的数据。在无法进行采集后分析的实时报警系统中，这种对外界噪声的敏感性尤其困难。收集后的分析也是耗时和昂贵的。

本网站讨论了一种频域方法，该方法使用频谱分析来读取振动线传感器，这提高了抗噪性，引入了额外的诊断，并与传统的时域方法相比，提高了测量精度。图1显示了使用钻头电机模拟振动线应变片附近的外部噪声干扰时，提高的抗噪声能力。

虽然实际应变在试验过程中只变化了零点几个μ应变，但时域分析给出了12000 μ应变的误差。如图2所示，在相同的噪声事件下，谱分析给出的误差通常小于±0.5µstrain。