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固定式测斜仪
    发布时间: 2020-08-10 22:53    

  GN-1B型固定式测斜仪广泛适用于测量土石坝、面板坝、边坡、路基、基坑、岩体滑坡等结构物的水平或垂直位移、垂直沉降及滑坡,该仪器配合测斜管可反复使用,并可方便实现倾斜测量的自动化。GN-1B型固定式测斜仪采用进口MEMS器件,具有高灵敏度、测量性能稳定、温度影响小等特点,传感器内部集成了信号转换电路,直接将所测角度值以数字方式输出,进而根据三角函数关系计算出水平位移。GN-1B型固定式测斜仪采用的是耐冲击型倾斜传感器,可靠性好稳定时间快,安装附件少组装方便。固定式测斜仪具有智能识别功能。

本使用说明仅适用于本公司生产的GN-1B型固定式测斜仪,信号为485信号。

1用途

    GN-1B型固定式测斜仪广泛适用于测量土石坝、面板坝、边坡、路基、基坑、岩体滑坡等结构物的水平或垂直位移、垂直沉降及滑坡,该仪器配合测斜管可反复使用,并可方便实现倾斜测量的自动化。

    GN-1B型固定式测斜仪采用进口MEMS器件,具有高灵敏度、测量性能稳定、温度影响小等特点,传感器内部集成了信号转换电路,直接将所测角度值以数字方式输出,进而根据三角函数关系计算出水平位移。

    GN-1B型固定式测斜仪采用的是耐冲击型倾斜传感器,可靠性好稳定时间快,安装附件少组装方便。固定式测斜仪具有智能识别功能。

2规格及主要技术参数

     

GN-1B

测杆直径

30mm/28mm

仪器总长

800mm

轮架标距

500mm

单孔测点:点

1~12

量程

±15º/±30º

输出信号

RS485

通讯协议

Modbus协议

灵敏度

9

测量精度

0.05F.S.

供电电压

8V24V

工作电流

10mA

耐水压

1MPa

绝缘电阻

50MΩ

工作环境温度

-40℃~+75

耐水压:MPa

1

3结构及工作原理

    3.1结构

    GN-1B型固定式测斜仪由倾斜传感器、测杆、导轮、信号传输电缆等组成。

    3.2工作原理

    通常情况下,由多支GN-1B型固定式测斜仪串联装在测斜管内,通过装在每个高程上的倾斜传感器,测量出被测结构物的倾斜角度,以此将结构物的变形曲线描述出来。同时其测值可计算出测杆标距长度500mm范围内的水平位移。测斜仪可多支串联组装,亦可布设为一个测量单元独立工作,并可回收重复使用。测斜仪能方便地实现倾斜测量自动化。

    如图所示:测斜仪以铅垂线为轴,倾向高端导向轮一侧为正值(读数增大),倾向另一侧为负值(读数减小)。

    3.3计算方法:

    3.3.1角度计算

               θ= a + b×Fi + c×Fi2 + d×Fi3

      式中:θ—测斜/倾斜仪与铅垂线的倾斜量,单位为°;

            Fi—测斜/倾斜仪的实时测量值,单位为F

            abcd—测斜/倾斜仪的标定系数,出厂置于芯片内,读数仪自动读入并计算。

     3.3.2位移计算

               Si = L×Sin(a + b×Fi + c×Fi2 + d×Fi3)

       式中:Si—测斜管轴线在i点与铅垂线的倾斜量(水平或垂直位移),单位为mm

             Fii点测斜仪的实时测量值,单位为F

             abcd—测斜仪的标定系数,出厂置于芯片内,读数仪自动读入并计算;

            L—测斜仪的测量标距。

             S=Si1+Si2 +Si3 ……

      式中:S—各测点位移数值求和后被测结构物总倾斜位移量(单位mm

     注:1.当使用EXCEL进行计算水平位移时需将角度转换成弧度进行计算,公式如下:

           Si = L×Sin(a + b×Fi + c×Fi2 + d×Fi3)π/180

         2.固定式测斜仪具有智能识别功能,输出信号为RS485数字信号,

           直接显示物理量(角度或位移),不需要人工计算,以上公式仅供参考。

    4埋设与安装

    4.1测斜管的埋设

    4.1.1钻孔工艺要求

    作为埋设测斜管测量土体水平位移的孔,一是要钻到设计深度,二是垂直度要控制在  <±2°内,三是孔径要求在Φ108-Φ127mm,最小不得小于Φ90mm,在钻孔达到设计深度后,为减少浮力对测斜管的影响,起钻杆时要用清水冲洗孔内泥浆,使孔内基本保持清水。

    4.1.2测斜管的联接

    测斜管联接的质量好坏,关系到测斜仪导轮能否通过,直接影响到测试数据的可靠性,所以是一件不可马虎的事。在两测斜管对接时,对接准确,在测斜管外,套一节约25cm左右的联接管,两端各用四颗自攻螺钉将接管与测斜管拧牢。可联接成二节或三节的测斜管,埋设待用。

    4.1.3测斜管埋设

    当钻孔达到一定深度和技术要求后,这时立即起出钻杆,同时做好放测斜管的准备。注意,下放的第一节测斜管勿忘装上底封,并用自攻螺钉拧牢,利用钻机起吊第二节(4M)或三节组成的6M测斜管,在孔口对准槽口,即测斜管四道凸槽与接管四道凹槽插入对接到位,并用自攻螺钉拧牢,一边下放,一边对接测斜管,直到下放到设计深度。注意下放测斜管时,十字槽有一组槽与土体变形方向平行(一致),则另一组槽垂直于土体变形方向。当放到一定深度,由于浮力的作用,测斜管继续放不下去,或用力按不下去时,这时对测斜管内充水。由于测斜管内已充进水,测斜管开始下沉,直到测斜管放入孔底,即其后停止充水。这时将测斜管内的导向槽对准预计土体变形方向。测斜管仅露出地面约30-50cm左右。

    4.1.4回填测孔和孔口保护

    ①测斜管放入孔内,达到埋深位置,测量方向无误后,就要将回填材料放入孔内,将测斜管与钻孔壁之间孔隙填密实。对回填材料的选择,通常在软基加固工程中选择2mm左右砂即可。回填的速度要慢,利用自重下沉至孔底,如遇中间阻塞,可注些清水,则砂粒将会自然下沉。若能用膨湿土、水泥、水以116.25的比例混合,作为回填材料则更合适。(此方法适用于测斜管在基岩内的回填)

    ②回填完毕,在测斜管顶端盖上顶盖,并用自攻螺钉拧牢。最后还要考虑对管口的保护,通常用砖砌成0.5×0.5×0.5M的方形井,加盖锁口,保护好。至此,测斜管埋设完毕。

    4.2固定式测斜仪的安装

    GN-1B型固定式测斜仪,埋设前应先用103读数仪表检查倾斜仪是否工作正常,(以铅垂线为基准倾向高端导向轮一侧读数增大, 反之倾向另一侧读数减小)
    
②通常在测斜管内布置三支或三支以上固定测斜仪, 两只倾斜仪首尾之间是用3mm连接软缆串联而成,(连接软缆长度是事先按设计要求定制而成) 。

    ③各测量单元所有测斜仪的导向轮方向要一致。

    ④安装连接杆时注意各部件要拧紧锁牢。

    ⑤沿测斜管内导槽缓慢放下测斜仪, 对每只测斜仪要按顺序做好编号记录,逐个安装测斜仪所有电缆要松驰不能拉紧,用尼龙自锁扎带捆扎在连接杆上。

    ⑥按步骤依次安装固定式测斜仪, 整孔安装完成后做好记录。孔号编号、传感器的正方向、初始读数、测斜仪数量、标距等信息。

    ⑦最后通过孔口装置将整串固定式测斜仪及引出电缆固定在孔口。

    4.3选取基准值

    固定式测斜仪的测量值为实时测量值相对于基准值得变化量,所以基准值选址的准确与否,将直接影响到测值的准确性。

    在外荷载变动不大选取相同时间、稳定气温的3次相近读数,经平均后作为基准值。

5测量

    5.1 103型读数仪测量(人工测量)

    固定式测斜仪测量用103型读数仪,将测量电缆一头连接读数仪,将另一头各色夹子对应应连接上测斜仪信号输出电缆,接线方法如下表:

线夹编号

1

2

3

4

线缆及线夹颜色

绿

定义

电源+

电源-

RS485 B

RS485 A

    5.2智能采集模块测量(自动化测量)

    固定式测斜仪多支串联组装在测孔内时可在孔口装置智能采集模块,将传感器信号直接接入模块内利用GPRS把采集出的信号发送到PC端进行数据分析处理。

注:智能采集模块接线定义具体查询智能模块接线图表。

6注意事项

    固定测斜仪安装就位前、后应及时记录测量读数,记录仪器编号和设计编号并存档。

    注意保护仪器信号的引出电缆,防止电缆线接头处进水。

    检查附近是否有干扰源(发电机、基站、交流动力电缆),如遇这种情况可做屏蔽处理以防影响固定式测斜仪的测值真实性和稳定性。

7验收与保管

7.1用户开箱验收仪器,应检查仪器、附件及出厂检验报告是否与装箱清单相符。

7.2用读数仪检查仪器是否正常。

7.3仪器设备应保存在干燥、通风的房间中。

附言:

GN-1B型固定式测斜仪自出厂之日起壹年内,如性能低于技术条件要求且系属产品质量问题,本公司负责免费维修或更换。









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