单点位移计（参数识别）

1、产品用途

VWD-D型振弦式单点位移计适用于长期埋设在水工结构物及土坝、土堤、边坡、隧道等结构物内，测量结构物内深层部位的位移、沉降、应变、滑移等，并可同步测量埋设点的温度。

振弦式单点位移计的传感器采用的是VWD型振弦式位移计，由其加装配套附件而组成,振弦式单点位移计具有参数识别功能。

2、技术参数

注：频率模数F=Hz²×10^-3

3、产品结构

3.1结构

VWD-D型振弦式单点位移计由基座、位移计、不锈钢测杆、测杆接头、护管、护管接头、护管密封头、锚头、观测电缆、振弦及激振电磁线圈等组成。

VWD-D型单点位移计结构示意图

4、工作原理

当被测结构物发生位移时锚头带动测杆，测杆位移传递给振弦转变成振弦应力的变化，从而改变振弦的振动频率。电磁线圈激振振弦并测量其振动频率，频率信号经电缆传输至读数装置，即可测出被测结构物的位移量。同步测量埋设点的温度值。

5、计算方法

　　埋设在水工建筑物或其它构筑物内的单点位移计，受到的是位移和温度的双重作用，因此单点位移计一般计算公式为：

　　L = k×△F + (b – h×α)×△T = k×(F - F₀)+(b – h×α)×(T - T₀)

　　式中： L—位移计的测量值，单位为mm;

　　k—位移计的测量灵敏度，单位为mm/F;

　　△F—位移计实时测量值相对于基准值的变化量，单位为F;

　　b—位移计的温度修正系数，单位为mm/℃;

　　h—测杆长度，单位为mm;

　　α—测杆的线膨胀系数，单位为10^-6/℃;

　　△T—温度实时测量值相对于基准值的变化量，单位为℃;

　　F—位移计的实时测量值，单位为F;

　　F₀—位移计的基准值，单位为F;

　　T—温度的实时测量值，单位为℃;

　　T₀—温度的基准值，单位为℃。

　　注：测杆材料为不锈钢，不锈钢的线膨胀系数通常为: α=16.5×10^-6/℃。

6、埋设步骤

6.1简述

　　单点位移计由振弦式位移计加装附件组成，附件由安装基座及锁紧装置、位移计护管、测杆护管、测杆接头、锚头及密封头等组成。

　　单点位移计是为测量被测结构物深层基础与安装基座之间的位移，在工地现场首先要在安装位置造孔，造孔直径≥90mm以便于灌浆。

　　单点位移计测杆的长度，根据设计埋设深度配置。单点位移计入孔就位后，钻孔内要灌入沙浆固结，待沙浆固结后及时调整位移计的初始值，做好孔口和电缆的保护。

6.2埋设步骤

首先检查位移计是否工作正常，避免有问题的位移计埋人。需根据埋设深度配置测杆和护管的长度，测杆长度分为1.5米、1米、0.5米三种规格，护管长度为1.5米。测杆不能随意裁断，护管可以随意裁断。测杆通过测杆接头螺纹连接，护管通过护管接头插入连接，在护管接头处涂PVC胶。

钻孔深度按设计要求确定，钻孔直径应保证单点位移计和注浆管能顺利插入到孔底。孔钻后应清孔，将组装好的单点位移计插入孔内，就位后灌注水泥砂浆直至孔口，见图所示。

完成以上步骤后，待孔内砂浆凝固后应及时调整位移计的初始值，使位移计的拉、压量程在规定范围内。 方法：松开基座上端的位移计锁紧螺栓，先向上拉动位移计，当位移计能上下移动后，向下推位移计直到推不动为止，然后根据量程要求向上拉动位移计，拉动的距离为位移计的沉降测量范围。

7、测量

现场测量单点位移计用VW-102A型读数仪，将测量线一头连接读数仪，将测量线另一头的各色夹子对应连接上单点位移计的输出电缆， 黑、红测频率，白、绿测温度。单点位移计内附有智能识别芯片，其内存贮有该单点位移计的编号、标定系数K、温度修正系数b等信息。用读数仪测量时会自动将识别信息读出，顺序存入读数仪内，通讯给计算机，方便快速统计计算及查询，使测量工作实现人工智能无纸化操作。

工程现场若多支单点位移计电缆汇集在一起被意外挖断，仅用读数仪测量一遍，就可自动识别出每支单点位移计所对应的编号及身份信息。 

8、产品故障检查

当单点位移计测量出现故障时，可用万用表检查单点位移计电缆芯线间的电阻值，其正常状况红、黑芯线电阻值通常为300Ω左右；绿、白芯线电阻值在温度25℃时应为3kΩ左右；红、黑线对绿、白线或对屏蔽线(裸线)间绝缘电阻值应﹥50MΩ(测量绝缘电阻时可使用100V 直流兆欧表，万用表测量绝缘电阻应用MΩ档，其值应为无穷大∞)。

9、电缆故障检查

单点位移计电缆接长用型号为YSPT－4水工观测电缆，其电缆电阻值约为45Ω/km左右。

9.1 用万用表测量(黑、红芯线)的电阻值：正常情况为300Ω左右，再加上电缆的电阻值。

a) 如果电阻测值正常，可能仪器损坏或进水；

b) 如果电阻测值非常大或无穷大，电缆或接头断路；

c) 如果电阻测值非常小，电缆或接头短路。

其表现为读数仪测量不出频率值。

9.2 用万用表测量(白、绿芯线)的电阻值：正常情况在温度25℃时应为3kΩ左右，再加上电缆的电阻值。

a) 如果电阻测值正常，请检查读数仪及其测量连接线；

b) 如果电阻测值非常大或无穷大，电缆或接头断路；

c) 如果电阻测值非常小，电缆或接头短路。

其表现为读数仪测量不出温度值。

9.3 用100V 直流兆欧表或万用表测量单点位移计电缆芯线(红、黑线对地线，白、绿线对地线，红、黑线对白、绿线)的电阻值，其测值如果很小﹤5MΩ，可能电缆接头进水短路。

其表现为读数仪测量正常，MCU-32型分布式模块自动测量单元测量频率值可能会引起测值不稳，测量的温度值将比正常值偏低10～20℃左右。

10、故障说明

读数仪测值不稳解决方法：

a) 将屏蔽线并接到读数仪测量线的黑线夹子上；

b) 可能电缆接头处进水，将其剪掉，重新连接；

c) 确定单点位移计的频率范围，正确选择读数仪的激励类型；

d) 确定单点位移计的温度电阻基值，正确选择读数仪的电阻基值；

e) 检查附近是否有干扰源，如电动机、发电机、天线或交流动力电缆，远离上述干扰源。

11、注意事项

单点位移计安装就位前、后应及时测量频率和温度值，根据单点位移计编号和设计编号作好记录并存档，特别注意保护单点位移计的观测电缆。

12、验收与保管

用户开箱验收仪器，应先检查仪器的数量(包括附件)及出厂检验合格证等是否与装箱清单相符。开箱后每支仪器应先用100V兆欧表量测电路与密封壳体之间的绝缘电阻，其测值应满足绝缘电阻规定要求。验收时每支仪器应用读数仪测量，检查仪器是否正常。

仪器应保管在干燥、通风的房间中。

13、附言

VWD-D型振弦式单点位移计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(若因现场防雷系统不完善遭遇强雷电等不可抗力所造成的损坏不在其例）。