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固定式测斜仪

固定式测斜仪
  D-CX系列高智能型滑轮式固定测斜仪实际上是重力加速度计,测量地球引力在测量方向上的分量。测斜探头已固定在外置测斜管内,当探头随测斜管一起发生倾斜时通过读数仪或自动化采集系统可以直接读出倾斜的角度,并同时测量X、Y两个方向。能明确测出测点的倾斜方向与倾斜角度;并可直接挂接总线系统进行自动化数据采集。导轮式固定测斜仪可以在测斜管中滑动,多支放置于同一孔内,从而可以监测一个剖面或者整个孔不同深度的水平倾斜情况,带导轮设计可以方便回收和更换。

  高智能型电子滑轮式固定测斜仪广泛用于观测山体边坡、土石坝、海边堤防以及建筑物基坑等土体内部的变化以及表面的相对位移变化。全自动化的测量改变了便携式测斜仪必须人工监测的方式,对于偏远地区又可实现无线自动化监测。

  二、主要技术指标导线:

型号 测量维数 量程 分辨率 精度 温度范围 外型尺寸(mm)
BD-CX X/Y二维 ±60° 0.01° ±0.05%F.S -20℃~80℃ Φ32×887
工作电压: 12V 工作电流: 5mA
数据采集
序号 采集方式 所需设备
1 人工数据采集 通用读数仪(BD-D100)
2 自动化数据采集 直接接入系统进行数据自动采集

  采用四芯双绞屏蔽三防水工电缆线作为导线。线颜色为红(+12V),黑(地线),绿(485通信B负“-”),白(485通信A正“+”)。

  三、工作原理

  BD-CX型高智能型滑轮式固定测斜仪采用进口石英挠性伺服加速度计作为敏感元件,它是一个力平衡式的伺服系统,当传感器相对于地球重心方向产生倾角θ时,由于重力作用,传感器中敏感元件相对于铅锤方向摆动一个角度,通过高灵敏的石英换能器将此角度转换成信号,经过数据分析处理,可以直接用读数仪显示被测点的实时角度变化量。

  敏感元件是由接近零温度系数的熔融石英玻璃制成,具有精度高,稳定性好,重复性高,漂移小,热稳定性高等优点。原来主要用于航天器上导航,近些年由于成本下降,用于测斜仪,按军工生产标准生产,可靠性高,密封性能好,维修携带方便。并且高智能型电子测斜仪可以接入北斗星空自动化监测系统,同北斗星空其他高智能型传感器一样实现无线远程监控。[仪器原理框图见下图]

  四、计算方法

  固定测斜仪输出物理量为X方向、Y方向的角度值,用户根据要求可换算为位移量。具体换算公式为:

  ⑴、方向的判别

  安装时,向待测方向为X的正方向,顺时针90°方向为Y的正方向。具体如下图例所示:

  例如:测斜仪X轴方向的偏移表现在测量值上,例如当测量值0.05°说明当前测斜仪与地垂线在X方向往江边上成0.05°,如果测量值-0.05°则说明测斜仪与地垂线在测斜仪与长江的反方向成0.05°。测斜仪Y轴方向的偏移表现在偏差值上,同上说明。

  ⑴、位移量计算的初始安装值记录并保持至App:

  首先测斜仪稳定且安装完毕后可选定此时的测量值和偏差值为X、Y方向的初始安装位置,即在现场效验设置为零点。之后每次测量数据需减去初始安装值。此项功能在App中记录并应用。

  原理:

  首先考虑两点:A、出厂时每个测斜仪的零点位置不一致,且生产不可能达到完全铅直的0°位置;B、安装时不可能完全按照每个测斜仪测出的零点位置安装。

  五、安装方法

  A、 测斜仪管的安装

  i、准备工作

  见下图。

  ii、测斜管连接

  测斜管正确连接方法见下图。

  测斜管的安装准备。以孔深15m为例,先将测斜管按4m(2根)相连接。

  iii、测斜管安装

  (1) 找到与监测方案设计相符合的位置并造孔(孔径:Φ110mm)。

  (2) 测斜管安装方向(凹槽方向)的确定(图4.4)。

  3)下管安装时机,在刚拔出拔出钻头的同时往孔内安装测斜管。

  (4)下管步骤:

  a、在带有底盖的测斜管的接头处绑上麻绳(麻绳的长度应大于孔深2m),然后往孔内下管;

  b、当管下到地面人员便于进行下一节测斜管连接操作的时候,将麻绳固定好(防止掉落),并将第三个已经准备好的测斜管(4m)与前面已下的测斜管进行牢固连接(牢固方法与前同);

  c、当测斜管全部安装好(确认安装到孔底)后,将管口盖上上盖,没有上盖的就地取材将孔口盖严实,防止泥土沙石进入孔内。

  B、仪器的安装

  i、安装前检查

  首先,请仔细阅读滑轮式固定测斜仪和读数仪说明书,了解测斜仪具体参数,熟悉读数议使用操作;再将滑轮式固定测斜仪与读数仪连接,按读数仪“开/关”键进行测量,检测斜仪是否工作正常。检查测斜仪安装附件(十字螺丝刀、尼龙绳、PVC管、读数仪、钢丝绳、卷尺、孔口固定装置、钢丝卡扣、开口扳手和胶带)是否齐全。检查测斜仪数量和导线长度是否正确。确定测斜仪及导线在运输过程中是否被损坏或丢失。

  ii、安装时间确定

  选择无雨、雪天气进行安装比较适宜。

  iii、装前辅助作

  准备好安装所需要使用到的工具,在安装孔周围,按由底部到顶部的安装顺序,根据设计方案将滑轮式固定测斜仪用钢丝卡扣将仪器串连并固定在规定长度的主钢丝绳上(较底下一个仪器可以直接穿接掉起来)。组装图如下:

  iv、安装

  先用读数仪确定滑轮式固定测斜仪坐标轴方向(低滑轮方向为+X方向),如果一个剖面安装有多个测斜仪,则所有测斜仪的坐标轴方向必须保持一致,然后将固定在钢丝绳上的测斜仪依次放入测斜孔内(注意仪器信号导线要拉直必免在孔内打结)。在放仪器的时候,用胶带将钢丝绳和仪器配线捆绑在一起。将测斜仪都安顿到固定位置后,把钢丝绳固定在孔口固定装置上,进行初始值测量并记录。

  v、初始值记录

  做好安装初始值记录,并做好线路保护工作,树立好明显的标识标牌等工作。

  vi、接线说明

  下图中,左图2、3、7、8号孔,对应右图中的红、黑、绿、白。其中红为+12V,黑为GND,绿为RS485 A,白为RS485 B。因为北斗星空传感器系列输出的都是数字信号,所以连接电缆的导致的电阻细微的变化,不会影响读数仪的读数。

  1)所需工具

  能提供220V电压的情况下需准备的工具有:剥线钳、绝缘胶布、自粘胶带、电烙铁、焊锡丝、704/502胶、热缩管和热风枪。

  特殊情况下,可以简化步骤,只需要准备:剥线钳、绝缘胶布和自粘胶带。

  2)接线预处理(四芯水工电缆)

  如上图所示,使用剥线钳将接头外层蓝色和白色双层绝缘层依次剥离,然后减掉白色的屏蔽膜,较后剥去单根线缆上的绝缘层(2-4cm长)。

  3) 焊接

  A)、将Φ16热缩管套至需连接的电缆接头1和接头2上。

  B)、将Φ5热缩管逐一套至电缆芯线的一端;将相同颜色的芯线拧在一起并牢固焊接,去掉焊点表面的毛刺(以免毛刺划破热缩管,影响绝缘效果),然后将热缩管移至焊接处,用热风枪(或者打火机)均匀热缩。

  C)、在热缩管两端和导线两端均匀涂抹704胶(或502等其他密封胶),防止水汽从接线处进入,导致系统短路。

  D)、用绝缘胶布将线缆缠绕起来,使线缆看起来均匀。

  E)、将Φ16热缩管移至合适位置,热缩。

  六、常见问题及排除方法

  1、PVC管叠加后整体重量会不断增大,在安装过程特别是安装中后期螺丝切勿上歪,防止PVC管在安装过程中脱落。

  2、边连接PVC管时边将产品用线绑在PVC管壁上。安装整体重量增大后,可用尼龙绳绑住管壁做好保护往孔内下放。

  3、依次放入仪器时,尽量不要让信号导线受力以免拉动导线内部。

  七、说明

  所有传感器及其自动监测系统安装完毕后做好保护工作!

  本说明书所有图示只作参考,具体应以工程实际情况为准。

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