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固定式測斜儀
    發布時間: 2020-08-10 22:53    

  GN-1B型固定式測斜儀廣泛適用于測量土石壩、面板壩、邊坡、路基、基坑、巖體滑坡等結構物的水平或垂直位移、垂直沉降及滑坡,該儀器配合測斜管可反復使用,并可方便實現傾斜測量的自動化。GN-1B型固定式測斜儀采用進口MEMS器件,具有高靈敏度、測量性能穩定、溫度影響小等特點,傳感器內部集成了信號轉換電路,直接將所測角度值以數字方式輸出,進而根據三角函數關系計算出水平位移。GN-1B型固定式測斜儀采用的是耐沖擊型傾斜傳感器,可靠性好穩定時間快,安裝附件少組裝方便。固定式測斜儀具有智能識別功能。

本使用說明僅適用于本公司生產的GN-1B型固定式測斜儀,信號為485信號。

1用途

    GN-1B型固定式測斜儀廣泛適用于測量土石壩、面板壩、邊坡、路基、基坑、巖體滑坡等結構物的水平或垂直位移、垂直沉降及滑坡,該儀器配合測斜管可反復使用,并可方便實現傾斜測量的自動化。

    GN-1B型固定式測斜儀采用進口MEMS器件,具有高靈敏度、測量性能穩定、溫度影響小等特點,傳感器內部集成了信號轉換電路,直接將所測角度值以數字方式輸出,進而根據三角函數關系計算出水平位移。

    GN-1B型固定式測斜儀采用的是耐沖擊型傾斜傳感器,可靠性好穩定時間快,安裝附件少組裝方便。固定式測斜儀具有智能識別功能。

2規格及主要技術參數

     

GN-1B

測桿直徑

30mm/28mm

儀器總長

800mm

輪架標距

500mm

單孔測點:點

1~12

量程

±15o/±30o

輸出信號

RS485

通訊協議

Modbus協議

靈敏度

9

測量精度

0.05F.S.

供電電壓

8V24V

工作電流

10mA

耐水壓

1MPa

絕緣電阻

50MΩ

工作環境溫度

-40℃~+75

耐水壓:MPa

1

3結構及工作原理

    3.1結構

    GN-1B型固定式測斜儀由傾斜傳感器、測桿、導輪、信號傳輸電纜等組成。

    3.2工作原理

    通常情況下,由多支GN-1B型固定式測斜儀串聯裝在測斜管內,通過裝在每個高程上的傾斜傳感器,測量出被測結構物的傾斜角度,以此將結構物的變形曲線描述出來。同時其測值可計算出測桿標距長度500mm范圍內的水平位移。測斜儀可多支串聯組裝,亦可布設為一個測量單元獨立工作,并可回收重復使用。測斜儀能方便地實現傾斜測量自動化。

    如圖所示:測斜儀以鉛垂線為軸,傾向高端導向輪一側為正值(讀數增大),傾向另一側為負值(讀數減?。?。

    3.3計算方法:

    3.3.1角度計算

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

      式中:θ—測斜/傾斜儀與鉛垂線的傾斜量,單位為°;

            Fi—測斜/傾斜儀的實時測量值,單位為F;

            abcd—測斜/傾斜儀的標定系數,出廠置于芯片內,讀數儀自動讀入并計算。

     3.3.2位移計算

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

       式中:Si—測斜管軸線在i點與鉛垂線的傾斜量(水平或垂直位移),單位為mm;

             Fii點測斜儀的實時測量值,單位為F;

             abcd—測斜儀的標定系數,出廠置于芯片內,讀數儀自動讀入并計算;

            L—測斜儀的測量標距。

             S=Si1+Si2 +Si3 ……

      式中:S—各測點位移數值求和后被測結構物總傾斜位移量(單位mm

     注:1.當使用EXCEL進行計算水平位移時需將角度轉換成弧度進行計算,公式如下:

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

         2.固定式測斜儀具有智能識別功能,輸出信號為RS485數字信號,

           直接顯示物理量(角度或位移),不需要人工計算,以上公式僅供參考。

    4埋設與安裝

    4.1測斜管的埋設

    4.1.1鉆孔工藝要求

    作為埋設測斜管測量土體水平位移的孔,一是要鉆到設計深度,二是垂直度要控制在  <±2°內,三是孔徑要求在Φ108-Φ127mm,最小不得小于Φ90mm,在鉆孔達到設計深度后,為減少浮力對測斜管的影響,起鉆桿時要用清水沖洗孔內泥漿,使孔內基本保持清水。

    4.1.2測斜管的聯接

    測斜管聯接的質量好壞,關系到測斜儀導輪能否通過,直接影響到測試數據的可靠性,所以是一件不可馬虎的事。在兩測斜管對接時,對接準確,在測斜管外,套一節約25cm左右的聯接管,兩端各用四顆自攻螺釘將接管與測斜管擰牢??陕摻映啥澔蛉澋臏y斜管,埋設待用。

    4.1.3測斜管埋設

    當鉆孔達到一定深度和技術要求后,這時立即起出鉆桿,同時做好放測斜管的準備。注意,下放的第一節測斜管勿忘裝上底封,并用自攻螺釘擰牢,利用鉆機起吊第二節(4M)或三節組成的6M測斜管,在孔口對準槽口,即測斜管四道凸槽與接管四道凹槽插入對接到位,并用自攻螺釘擰牢,一邊下放,一邊對接測斜管,直到下放到設計深度。注意下放測斜管時,十字槽有一組槽與土體變形方向平行(一致),則另一組槽垂直于土體變形方向。當放到一定深度,由于浮力的作用,測斜管繼續放不下去,或用力按不下去時,這時對測斜管內充水。由于測斜管內已充進水,測斜管開始下沉,直到測斜管放入孔底,即其后停止充水。這時將測斜管內的導向槽對準預計土體變形方向。測斜管僅露出地面約30-50cm左右。

    4.1.4回填測孔和孔口保護

    ①測斜管放入孔內,達到埋深位置,測量方向無誤后,就要將回填材料放入孔內,將測斜管與鉆孔壁之間孔隙填密實。對回填材料的選擇,通常在軟基加固工程中選擇2mm左右砂即可?;靥畹乃俣纫?,利用自重下沉至孔底,如遇中間阻塞,可注些清水,則砂粒將會自然下沉。若能用膨濕土、水泥、水以116.25的比例混合,作為回填材料則更合適。(此方法適用于測斜管在基巖內的回填)

    ②回填完畢,在測斜管頂端蓋上頂蓋,并用自攻螺釘擰牢。最后還要考慮對管口的保護,通常用磚砌成0.5×0.5×0.5M的方形井,加蓋鎖口,保護好。至此,測斜管埋設完畢。

    4.2固定式測斜儀的安裝

    GN-1B型固定式測斜儀,埋設前應先用103讀數儀表檢查傾斜儀是否工作正常,(以鉛垂線為基準傾向高端導向輪一側讀數增大, 反之傾向另一側讀數減小) 。
    
②通常在測斜管內布置三支或三支以上固定測斜儀, 兩只傾斜儀首尾之間是用?3mm連接軟纜串聯而成,(連接軟纜長度是事先按設計要求定制而成) 。

    ③各測量單元所有測斜儀的導向輪方向要一致。

    ④安裝連接桿時注意各部件要擰緊鎖牢。

    ⑤沿測斜管內導槽緩慢放下測斜儀, 對每只測斜儀要按順序做好編號記錄,逐個安裝測斜儀所有電纜要松馳不能拉緊,用尼龍自鎖扎帶捆扎在連接桿上。

    ⑥按步驟依次安裝固定式測斜儀, 整孔安裝完成后做好記錄??滋柧幪?、傳感器的正方向、初始讀數、測斜儀數量、標距等信息。

    ⑦最后通過孔口裝置將整串固定式測斜儀及引出電纜固定在孔口。

    4.3選取基準值

    固定式測斜儀的測量值為實時測量值相對于基準值得變化量,所以基準值選址的準確與否,將直接影響到測值的準確性。

    在外荷載變動不大選取相同時間、穩定氣溫的3次相近讀數,經平均后作為基準值。

5測量

    5.1 103型讀數儀測量(人工測量)

    固定式測斜儀測量用103型讀數儀,將測量電纜一頭連接讀數儀,將另一頭各色夾子對應應連接上測斜儀信號輸出電纜,接線方法如下表:

線夾編號

1

2

3

4

線纜及線夾顏色

定義

電源+

電源-

RS485 B

RS485 A

    5.2智能采集模塊測量(自動化測量)

    固定式測斜儀多支串聯組裝在測孔內時可在孔口裝置智能采集模塊,將傳感器信號直接接入模塊內利用GPRS把采集出的信號發送到PC端進行數據分析處理。

注:智能采集模塊接線定義具體查詢智能模塊接線圖表。

6注意事項

    固定測斜儀安裝就位前、后應及時記錄測量讀數,記錄儀器編號和設計編號并存檔。

    注意保護儀器信號的引出電纜,防止電纜線接頭處進水。

    檢查附近是否有干擾源(發電機、基站、交流動力電纜),如遇這種情況可做屏蔽處理以防影響固定式測斜儀的測值真實性和穩定性。

7驗收與保管

7.1用戶開箱驗收儀器,應檢查儀器、附件及出廠檢驗報告是否與裝箱清單相符。

7.2用讀數儀檢查儀器是否正常。

7.3儀器設備應保存在干燥、通風的房間中。

附言:

GN-1B型固定式測斜儀自出廠之日起壹年內,如性能低于技術條件要求且系屬產品質量問題,本公司負責免費維修或更換。









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