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      LabVIEW在法國阿爾卑斯山脈研究雪崩中雪流特性

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      • 公司名稱北京市瀚文網(wǎng)星科技有限責(zé)任公司
      • 品       牌
      • 型       號
      • 所  在  地北京市
      • 廠商性質(zhì)生產(chǎn)廠家
      • 更新時間2015/12/5 14:47:37
      • 訪問次數(shù)676
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          北京瀚文網(wǎng)星科技有限公司,是一家以LabVIEW(虛擬儀器)為主要技術(shù)手段的開發(fā)公司,為您提供全套的系統(tǒng)集成服務(wù),包括結(jié)構(gòu)設(shè)計、軟件開發(fā)、軟件與硬件的產(chǎn)品升級與改造。其服務(wù)領(lǐng)域包括:汽車、通信、航空、半導(dǎo)體、電子設(shè)計生產(chǎn)、過程控制和生物醫(yī)學(xué)等各領(lǐng)域。涵蓋了從研發(fā)、測試、生產(chǎn)到服務(wù)的產(chǎn)品開發(fā)所有階段。
            北京瀚文網(wǎng)星科技有限公司經(jīng)N認(rèn)證,已正式成為NI聯(lián)盟合作伙伴,為您提供運(yùn)動控制、電子設(shè)計、視覺和射頻以及無線等諸多領(lǐng)域的解決方案,技術(shù)咨詢以及資源整合。所提供服務(wù)確保符合NI產(chǎn)品認(rèn)證和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),更有效地使用NI資源,提供優(yōu)質(zhì)的NI產(chǎn)品及LabVIEW軟件服務(wù)。
          北京瀚文網(wǎng)星科技有限公司不但代理NI全系列產(chǎn)品,更為您提供LabVIEW軟件服務(wù)。在NI產(chǎn)品使用過程中,或者由于時間關(guān)系,或者NI產(chǎn)品本身功能比較復(fù)雜,導(dǎo)致工作無法順利開展。這些都可以交給我們來解決。我們不僅僅是代理,更為您提供技術(shù)解決方案。公司在設(shè)備開發(fā)與集成方面積累了豐富經(jīng)驗,為您提供完整的解決方案??梢蕴峁┙Y(jié)構(gòu)設(shè)計、機(jī)械加工、有機(jī)玻璃設(shè)計與加工、電路設(shè)計、機(jī)箱選型、開孔與絲印、線纜及連接器選型與加工等服務(wù)。
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      LabVIEW在法國阿爾卑斯山脈研究雪崩中雪流特性
      北京瀚文網(wǎng)星科技有限公司經(jīng)Ni認(rèn)證,已正式成為NI聯(lián)盟合作伙伴,為您提供運(yùn)動控制、電子設(shè)計、視覺和射頻以及無線等諸多領(lǐng)域的解決方案,技術(shù)咨詢以及資源整合。
      LabVIEW在法國阿爾卑斯山脈研究雪崩中雪流特性 產(chǎn)品信息

      LabVIEW在法國阿爾卑斯山脈研究雪崩中雪流特性

      法國農(nóng)業(yè)與環(huán)境工程研究院(Cemagref)是一家受法國農(nóng)業(yè)和研究部監(jiān)管的研究機(jī)構(gòu),專門進(jìn)行環(huán)境科學(xué)和技術(shù)方面的研究。Cemagref的格勒諾布爾分部(Grenoble)側(cè)重研究與山地環(huán)境有關(guān)的問題。ETNA(山洪、積雪和雪崩)研究部打算著手開發(fā)一套用于預(yù)防雪崩、風(fēng)害、急流尼流、洪水和巖崩等自然山區(qū)危險的工具。

      塔貢那茲(Taconnaz)冰川位于法國夏蒙尼的阿爾卑斯山脈的查默尼克斯(Chamonix)谷內(nèi),是*的“雪崩走廊”。塔貢那茲(Taconnaz)雪崩走廊的長度超過7500米,平均坡度是46°,并且寬度可達(dá)300米至400米。一旦頂部的冰峰掉落,則有可能在雪崩帶的各個區(qū)域造成雪崩的發(fā)生。其中,zui高的可能的雪崩起始區(qū)域位于4000米高度。一旦發(fā)生百年不遇的大雪崩,總雪量估計可達(dá)180萬立方米。雪崩帶后擁有長達(dá)1100米左右的減速區(qū)域。政府計劃在減速區(qū)域中建造一條雪崩阻滯屏障,包含減勢土墩、沉積區(qū)以及側(cè)面和正面的堤壩。

      測量雪流特性

      ETNA研究團(tuán)隊與National Instruments的系統(tǒng)聯(lián)盟商SAPHIR一起開發(fā)了一個參數(shù)事件監(jiān)測的相關(guān)方法,以減少由于錯誤引發(fā)雪崩引起的飽和風(fēng)險。ETNA已經(jīng)與SAPHIR進(jìn)行了十多年的項目合作,以研究各種自然風(fēng)險的要素。

      為了達(dá)到研究目標(biāo),流體力學(xué)專家為塔貢那茲(Taconnaz)雪崩阻滯屏障的三個減勢土墩安裝了壓力和速度傳感器。團(tuán)隊打算著手確定雪崩雪流的規(guī)律以及與雪崩阻滯屏障的相互影響。

      研究團(tuán)隊希望能夠同步獲得三個獨(dú)立測點的速度(高達(dá)60米/秒)和壓力(高達(dá)100 rpm²),同步精度需要小于0.1秒。此外,這一應(yīng)用還要求測量系統(tǒng)必須在-30 °C環(huán)境下工作,達(dá)到100kHz/通道的采樣率,并提供自動事件檢測,事件發(fā)生前后的數(shù)據(jù)記錄與流盤等功能。

      系統(tǒng)詳情

      為了構(gòu)造一個堅固、可靠并且能夠經(jīng)受惡劣山地條件的測量系統(tǒng),研究員選擇了三個配備有控制器和NI 9239 、NI 9215模擬輸入模塊的CompactRIO 機(jī)箱。每個CompactRIO機(jī)箱都通過防漏接口與控制臺連接。此外,LabVIEW軟件通過NI 9472模塊輸出的數(shù)字信號來控制數(shù)據(jù)記錄儀并且保證數(shù)據(jù)記錄儀的同步。CompactRIO和LabVIEW之間的無縫集成,以及易于使用的軟件使產(chǎn)品成為顯而易見的應(yīng)用選擇。

      應(yīng)變計用于壓力測量

      為了測量張力,研究人員使用了基于應(yīng)變計的傳感器,其優(yōu)點是可以保留低頻信號并進(jìn)行溫度補(bǔ)償。團(tuán)隊通過確定傳感器的剛性系數(shù)以及設(shè)置預(yù)期信號帶寬的大小,來確定很好取樣頻率。

      為了研究測量系統(tǒng)的聯(lián)合誤差,研究團(tuán)隊根據(jù)《測量不確定度表示法指導(dǎo)手冊(GUM)》對構(gòu)造函數(shù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行不確定性計算,以確保傳感器精度不受測量不確定性的影響。在本應(yīng)用實施的各種條件中,只有不到1%的測量不確定性由NI 9239造成的。

      紅外傳感器用于速度測量

      在測量速度方面,團(tuán)隊采用了被雪崩研究機(jī)構(gòu)廣泛使用的測量原理[R01: 登特等人(1998)]。這一測量原理在過去Col du Lac Blanc和Col du Lautaret等地進(jìn)行的兩次實驗中也實施過。它是基于同雪流方向*的紅外反射傳感器產(chǎn)生的兩個信號的相互關(guān)系而得出的。

      為了實現(xiàn)對臨時性雪流的測量方法,研究員構(gòu)建了一個全新的協(xié)議以確定計量參數(shù)。與測量有關(guān)的不確定性僅涉及在測量過程中產(chǎn)生的偏差。在有雪流的狀態(tài)下,設(shè)備上*獲得了測量數(shù)據(jù),結(jié)論非常令人振奮,但是對這些結(jié)論的確認(rèn)還將通過在未來測量其他雪流來實現(xiàn)。

      基于上述的各種實驗,研究團(tuán)隊對附近的研究站采用這種測量技術(shù)。此外,系統(tǒng)還必須額外考慮兩個制約條件:雪崩可能施加給測量設(shè)備的壓力(設(shè)備應(yīng)能夠經(jīng)受住100噸/平方米的壓力)以及將要測量的zui大速度(估計為60米/秒)。CompactRIO特別適合于解決流速的測量需要,因為它能夠在100kHz/通道下進(jìn)行采樣。

      實施

      研究團(tuán)隊將CompactRIO信號采集設(shè)備放置在了一個防護(hù)室內(nèi),靠近位于雪崩帶三個減勢土墩坡腳下的傳感器。這三個模塊通過以太網(wǎng)(Ethernet)相互連接,并且以太網(wǎng)還可以連接到大約300米外的一個地下室,對設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問。研究員可以在地下室內(nèi)加載模塊列表、對模塊進(jìn)行配置并且下載已獲得的數(shù)據(jù)。

      模塊會持續(xù)記錄循環(huán)內(nèi)存中的壓力和速度信號,并每60秒進(jìn)行一次數(shù)據(jù)留盤。在壓力傳感器監(jiān)測到地質(zhì)事件期間,CompactRIO 和 LabVIEW系統(tǒng)會自動保存地質(zhì)事件發(fā)生之前60秒和之后120秒的數(shù)據(jù)。當(dāng)某個采集設(shè)備檢測到事件時,它會通過以太網(wǎng)向5號護(hù)坡上的設(shè)備發(fā)出請求,并經(jīng)由NI 9472模塊產(chǎn)生數(shù)字信號。三個設(shè)備可接收到信號,確保團(tuán)隊中的每個設(shè)備記錄的特定信號能夠被同步。

      結(jié)論

      利用CompactRIO 和 LabVIEW構(gòu)造雪崩雪流的測量系統(tǒng)提供了性能和速度上的明確的優(yōu)點,使其成為理想的解決方案。CompactRIO的采樣率可以滿足測量雪流的特殊需要,硬件足夠堅固,能夠保證在惡劣山地條件下的可靠性。硬件和軟件平臺的靈活性允許進(jìn)行未來開發(fā),無需大量的額外投資。

      LabVIEW在法國阿爾卑斯山脈研究雪崩中雪流特性

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