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如何对冲击地压加强预警和监测一直是一个重要的问题。在科技发展和物联网大数据发展的新形势下,中国科学院武汉岩土力学研究所施工过程力学课题组通过对三维应力技术理论、状态信息实时感知及智能在线处理等技术方面的深入研究,研发出了煤矿冲击地压动态监测预警系统,在冲击地压预警方面取得了很大的进展。
首先,中国科学院武汉岩土力学研究所自主研发一种高精度的光纤光栅三维应力传感器,其耐腐蚀性、抗地下水和电磁干扰性能及长期稳定性大幅提高,可以同时实现对工程建设期的岩体地应力测试和工程运营期的长期实时跟踪监测,填补了业内空白。
接着,中国科学院武汉岩土力学研究利用物联网、智能技术、云计算与大数据等新一代信息技术为手段,以感知、实时传送和智能在线处理为运行方式,建立了智能化的采场围岩远程三维应力场的实时监测系统,具有自动监测、数据共享和远程控制等优势。
,通过对采集的应力状态信息进行数据挖掘和智能学习,中国科学院武汉岩土力学研究所建立了动态应力风险预警指标和模型,为地下空间复杂环境下冲击地压的预警、信息化施工及防灾减灾措施提供理论与技术支撑条件。
冲击地压动态监测预警系统已经在兖矿集团东滩煤矿、济三煤矿等国内多处地下工程得到了验证,取得了成功的经验,并获得了 科技进步二等奖。
该项成果实现了采场围岩应力的三维动态长期测试,进一步加强了远程应力智能化实时监测预警研究,为资源开采行业解决了一大难题。
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仪器行业专家高进华表示,随着阀门行业重组步伐的不断加快,未来阀门行业企业之间的竞争将是阀门产品质量和产品品牌之间的竞争,产品向高技术、高参数、耐强腐蚀、高寿命方向发展。国内阀门制造行业在庞大的需求环境下,也必将呈现出更好的发展前景。高进华认为各阀门生产企业选择了专业化的发展道路,他们已不满足只生产单一的阀门设备,而是通过产品线扩充或寻求合作的方式,致力于为整个工程项目提供整体的解决方案。专家建议,用高新技术改造传统产业,积极引进、消化、吸收国内外先进技术及设备,提高企业装备水平,加快设备更新和技术创新,实现阀门行业和产品自身优化与升级,提高产品附加价值。
闸阀等技术含量较低产品竞争为激烈
高进华告诉记者,基础设施建设是我国经济建设的重点,给排水工程,特别是污水处理工程规模浩大包括管道、阀门在内的水处理设备制造业已形成强大的水工业。为阀门行业的发展,提供了良好契机。阀门在水处理行业中主要以低压阀门产品为主,如蝶阀、闸阀、止回阀。在给排水工程中,中低压阀门广泛应用,特别低压大口径阀门(低压阀门是指公称压力PN≤1.6MPa的阀门),而中压阀门(PN2.5-6.4MPa)较少。而闸阀、蝶阀是基本广泛应用的主导产品。
据高进华介绍,目前市场上具有一定规模的阀门企业有2000余家,大多数分布在江浙及中原一带。由于产品技术含量要求相对较低,因此,竞争更为激烈。
据此,声学所超声技术中心检测声学和NDT课题组研发出相控阵检测系统,采用现场可编程门阵列,针对TFM算法专门设计了并行计算架构,利用FPGA芯片内部的DSP资源对计算结果进行实时数字信号处理。该计算架构可并行独立合成多个TFM像素,极大地提高了成像计算效率,同时又能保证成像质量。整个TFM算法可完全在该FPGA架构内完成计算, 只需将成像结果传输至显示软件,即可进行图像观察、分析诊断等。在同样的检测条件下,相比国内外现有的TFM计算方案,基于FPGA的并行计算平台将TFM计算效率提高了4.3倍,同时大幅降低了TFM成像系统复杂度、软件计算压力以及对带宽传输的需求。验证实验以钢内横通孔为模拟缺陷,实验结果显示,基于FPGA的TFM算法可对横通孔实现良好成像,成像效率可达312.5Hz。在增加成像区域和提高成像像素数量时,计算效率维持稳定,具有较好的鲁棒性和实用性。
该研究成果改变了传统成像计算方式,充分利用了目前高速发展的可编程集成电路优势,而不再需要处理器进行繁重的叠加运算,显著提高了TFM成像计算效率,有利于促进超声全聚焦检测应用于工业现场,满足现代工业无损检测的高分辨率、快速自动化检测需求。
相关研究成果发表在《国际声学与振动》上,并已申请相关专利。
作为现代工业的基础技术之一,无损检测被誉为工业界的“质量卫士”。近日,中国科学院声学研究所研发了基于现场可编程门阵列的全并行计算架构,有效加速了超声全聚焦检测,可广泛应用于工业检测领域。
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