基岩位移计（参数识别）

1、产品用途

VWD-B型振弦式基岩位移计适用于长期测量水工结构物或其它混凝土结构物与地基之间的开合度(位移)，并可同步测量埋设点的温度。

振弦式基岩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，振弦式基岩位移计具有参数识别功能。

2、技术参数

频率模数F=Hz²×10^-3

3、产品结构

VWD-B型振弦式基岩位移计由位移计、护管、护管座、止位环、转接头、观测电缆、振弦及激振电磁线圈等组成。

基岩位移计结构图

4、工作原理

当建筑物底板与地基之间的结合缝发生开合时，埋在基岩内的锚杆将带动基岩位移计测杆滑动，其滑动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

a) 当外界温度恒定基岩位移计仅受到轴向变形时，其位移量J与输出的频率模数△F具有如下线性关系：

　　L = k×△F

　　△F = F - F₀

　　式中：L—基岩位移计的测量值，单位为mm;

　　k—基岩位移计的测量灵敏度，单位为mm/F;

　　△F—基岩位移计实时测量值相对于基准值的变化量，单位为F;

　　F—基岩位移计的实时测量值，单位为F;

　　F₀—基岩位移计的基准值，单位为F。

　　b) 当基岩位移计不受外力作用(仪器两端标距不变)，温度增加△T时，基岩位移计有输出量△F´，这个输出量是由温度变化而造成的，因此在计算时应给以扣除。

　　实验可知△F´与△T具有如下线性关系：

　　L´= k×△F´+ b×△T = 0

　　K×△F´= -b×△T

　　△T = T - T₀

　　式中：b—基岩位移计的温度修正系数，单位为mm/℃;

　　△T—温度实时测量值相对于基准值的变化量，单位为℃;

　　T—温度的实时测量值，单位为℃;

　　T₀—温度的基准值，单位为℃。

　　c) 埋设在水工建筑物或其它混凝土建筑物下的基岩位移计，受到的是位移和温度的双重作用，因此基岩位移计一般计算公式为：

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

　　式中 ：Lm—被测结构物的位移量，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/℃。

　　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/℃。

　　VWD-B型振弦式基岩位移计有温度自动补偿功能，温度修正系数小于最小读数，使用中位移计不需要温度修正。

6、安装

先将位移计连接读数仪，用手拉动位移计测杆,读数是否正常。确认位移计完好后,即可安装。按(图3.1)所示结构组装基岩位移计。

将位移计的测杆与连接头相连，测杆护管与护管座相连，固定在基岩孔口，调整位移计的测量范围，底座的四周用砂浆封填，防止底板浇筑混凝土时砂浆流入基岩孔中。按设计要求接长电缆，敷设中注意保护电缆。

7、测量

基岩位移计安装就位后应及时调整测量范围。 

方法1：先将位移计推进护管内直到推不动为止，在护管端口位移计外圆上画记号线，然后拉动位移计，使记号线与护管端口的距离为设计要求的测量压量程。

方法2：将读数仪连接基岩位移计，将位移计推进护筒内直到推不动为止，读取零位读数,根据计算公式确定初始位置的读数，然后拉动位移计至设定的读数值。

*用读数仪检查位移计是否完好，发现问题及时排除。基岩位移计为防止浇筑底板时扰动，可人工用混凝先将基岩位移计堆埋起来，待其固结后浇筑底板混凝土。

安装完成后应及时记录仪器编号和设计编号并存档，严格保护好仪器的引出电缆。 

8、产品故障检查

当基岩位移计测量出现故障时，可用万用表检查基岩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、位移故障检查

基岩位移计电缆接长用型号为YSPT－4水工专用观测电缆，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基岩位移计电缆芯线(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) 确定基岩位移计的频率范围，正确选择读数仪的激励类型；

d) 确定基岩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

基岩位移计安装就位前、后应及时测量频率和温度值，根据基岩位移计编号和设计编号作好记录并存档，特别注意保护基岩位移计信号引出电缆。

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-B型振弦式基岩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）。