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英開發(fā)"智能傳感器" 可預(yù)測即將發(fā)生的滑坡

發(fā)布時間:2010-09-29 來源:科學(xué)時報

智能傳感器的產(chǎn)品特性:

  • 每隔幾分鐘就讀取一次數(shù)據(jù)
  • 每小時數(shù)據(jù)詳情返回美國圣地亞哥和南安普敦大學(xué)
  • 可在無人干預(yù)情況下運(yùn)行多年

智能傳感器的應(yīng)用范圍:

  • 預(yù)測即將發(fā)生的滑坡


英國的電子學(xué)和地理學(xué)專家正在研制可以預(yù)測即將發(fā)生的滑坡的傳感探針,以便在今年冬季美國南加州暴風(fēng)雨季節(jié)監(jiān)測侵蝕率。 

研究人員表示,這些傳感器能夠適當(dāng)?shù)仡A(yù)測突發(fā)的滑坡,這在印度和亞洲尤為普遍。這些地質(zhì)災(zāi)害能夠造成大規(guī)模的破壞,有時甚至奪走數(shù)百人的生命,使數(shù)百萬人無家可歸。這種設(shè)備還可以用于預(yù)測英國的洪水。 

如今,6個手掌大小的傳感器已經(jīng)被安裝在距離美國邊境3.2千米的墨西哥Los Laureles峽谷。由于暴雨和泥石流,該地區(qū)經(jīng)常處于水下。這個峽谷通往提華納河河口,后者位于一個國家級自然保護(hù)區(qū)中。 

英國南安普敦大學(xué)的Kirk Martinez博士和Jane Hart教授在美國國家海洋與大氣管理局(NOAA)的資助下開發(fā)這種傳感器。 

Martinez說:“之前從來沒有人嘗試過在斜坡上放置無線電傳感器。我們基本已經(jīng)研制出一個可以測量光、導(dǎo)電性和傾斜的小型版?zhèn)鞲衅鳌?rdquo;他解釋說:“峽谷地區(qū)沒有合適的排水系統(tǒng),質(zhì)量糟糕的房屋還面臨著大量的洪水問題。街道沒有鋪設(shè),當(dāng)水流過時會帶起沉積物,并且會變得具有很強(qiáng)的攻擊性。” 

為了幫助該地區(qū)的科學(xué)家預(yù)防滑坡,他和其他研究人員將探針安置就位以測量地面的斜度、濕度、溫度和壓力。 

此外,雨水和泥土可以向北流過邊境,直接影響加利福尼亞和墨西哥之間的提華納河河口。該河口區(qū)是一塊濕地,哺育著生活在這里的大量珍稀和瀕危物種,這里還是南加利福尼亞少數(shù)的鹽沼之一,是370種遷徙和本地鳥類的重要棲息地。 

據(jù)介紹,該傳感器探針每隔幾分鐘就讀取一次數(shù)據(jù),監(jiān)測土壤濕度和活動等因素。每小時數(shù)據(jù)詳情都會直接返回美國圣地亞哥和南安普敦大學(xué)進(jìn)行分析。 

Martinez補(bǔ)充說:“現(xiàn)在的一個挑戰(zhàn)是讓它們測量更多的數(shù)據(jù),并且在預(yù)測出一場暴風(fēng)雨時使它們變得更加活躍。” Martinez之前曾在2003年開發(fā)出了預(yù)測冰川活動的傳感器探針。 

Martinez說:“我們已經(jīng)獲得了很好的信號,通過這些傳感器感覺到了沉積物和土壤的變化。下一步是當(dāng)情況發(fā)生變化時能夠進(jìn)行預(yù)測,這樣住在附近的人們就能早些時候得到暴風(fēng)雨和滑坡的警示。”

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是為感知環(huán)境而開發(fā)的一種技術(shù),它可以靠電池電量運(yùn)行多年,互相連接以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無線電通訊。它們被設(shè)計為共同工作并且在“閑置”時段節(jié)省電力,而不是持續(xù)地采集和發(fā)送數(shù)據(jù)。

Martinez解釋說,這些探針從高能量的鋰電池獲得電力運(yùn)行,并且大多數(shù)時候都處于“休眠期”,這樣它們就可以在無須人員干預(yù)的情況下運(yùn)行好多年。在山區(qū)進(jìn)行運(yùn)行干預(yù)是很昂貴的事,在冰川下面就更不用說了。

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