1、用途
RX-01型阵列式位移计适用于长期测量水库大坝、堤防、隧道收敛、建筑地基、矿井、基坑开挖、岩土边坡等水平或垂直位移变形情况。
阵列式位移计传感器采用的是MEMS加速度计,由其加装配套附件而组成,总长度和每节长度均可任意定制。
2、规格及主要技术参数
规格型号 | RX-01 | |
仪器外径mm | 22 | |
单节长度mm | 500 | 1000 |
测量范围° | 0~360° | 0~360° |
角度分辨率 | ±0.0003°(±1.08") | ±0.0003°(±1.08") |
位移分辨率 | 0.005mm@500mm/节 | |
位移测量精度 | 0.02mm@500mm | |
测温精度 | ±0.2℃ | |
抗扭转校正精度 | ±1° | |
耐水压 | 2MPa | |
绝缘电阻 | ≥50MΩ | |
工作温度 | -40℃~+60℃ | |
节点最大弯曲角度 | 180° | |
总长度 | 30米、20米、10米、5米、2米,其他长度定制 |
3、结构及工作原理
3.1结构
RX-01型阵列式位移计由测杆、固定附件、内部测量元件、线缆等组成。
(图3.1) RX-01型阵列式位移计结构图
3.2工作原理
RX-01型阵列位移计原理是通过 MEMS 微机电系统测量重力加速度在不同的轴向上的
数据来反应出对应轴与重力方向的角度,通过角度的变化从而计算对应的长度杆的位移量。同步测量埋设点的温度值。
(图3.2)RX-01型阵列式位移计测量原理图
4、计算方法
4.1阵列式位移计计算方法
当被测结构物发生倾斜变形时,阵列式位移计将同步感受变形,其变形量Si与输出的读数θ(角度)具有如下关系:
Si = Li ×Sin(θ)
S = S1 + S2 + S3 + S4 + ...
式中:Si—被测结构物在第i点与铅垂线(或水平线)的倾斜变形量,单位为mm;
Li—第i支节点的标距(500或1000mm);
θ—第i支节点的测值角度;
S—各测点倾斜变形量求和后被测结构物的总倾斜变形量,单位为mm。
注:RX-01型阵列式位移计具有自动计算功能,输出信号为RS485数字量,直接输出工程物理量(位移或角度),不需要计算,以上公式仅供参考。
5、埋设与安装
RX-01型阵列式位移计常用于需要自动化实时监测的场合,安装在大坝上实时监测坝体安全,安装在观测人员不易到达的危险高边坡上,观测人员只要在观测室进行遥测即可,省时省力。
5.1测斜管的安装
先将测斜管装上管底盖,用螺丝或胶固定。测斜管与测斜管之间用管接头连接,测斜管与管接头之间必须用螺丝固定后涂胶填缝密封。
测斜管在安装中应注意导槽的方向,导槽方向必须与设计要求的方向一致。安装时将装好接头的测斜管依次逐节放入钻孔中,当孔中有泥水时可以向测斜管中加水,以使测斜管内外压力平衡泥水不易进入测管,测管也容易下放,直至连接下放到设计深度的孔底。
当确认测斜管安装完好后既可进行回填,回填一般用膨润土球或原土沙。回填时每填至3~5米时要进行一次注水,注水是为了使膨润土球或原土沙遇水后与孔壁结合的牢固,以此方法直至孔口。露在地表上的测斜管应注意做好管口保护,盖上管盖防止物体落入。测斜管地表管口段应浇注成混凝土墩台,以保护管口及其转角的稳定性。墩台上应设置测绘标点。
安装完成后的测斜管可先用模拟器试放,试放时测斜管互成90°的两个导向槽都应从上到下试放到,保证模拟器在测斜管导槽内能从上到下或从下到上都很平稳顺畅通过,以此作为测斜管安装完好的标志。
5.2仪器的安装
设备下放测斜管前检查测斜孔位卡槽是否与待测主要变形方向一致,如未与待测主要变形方向保持一致,需现场测量初始偏移角,角度测量可用手机端指南针软件或电子罗盘进行测量,测出偏移角后记录并在云平台进行偏移角度改正,确保设备监测方向值的准确性。
按照设备出厂后标定的 X-MARK 线方向,将阵列位移计 X-MARK 方向线对准测斜管内待测 主要变形方向的导槽,沿着该导槽方向依次将设备放入测斜管,下放过程注意检查每节设备 方向是否一致,下放完后管口用孔口装置固定。
5.3提示
型阵列式位移计的孔口及观测电缆都应采取防雷措施,尤其雷击高发地区。
5.4选取基准值
型阵列式位移计的测量值为实时测量值相对于基准值的变化量,所以基准值选取的准确与否,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次相近的读数,经平均后做为基准值,基准值选定后应做好记录,作为计算的基准值。
为使基准值取的更准确,可将以上操作重复进行两次,如果两次测值基本相同(误差≤0.5%F.S),则证明基准值取值正确。
型阵列式位移计的测量值出现偏差时,可用以上方法重新校准基准值。
6、测量
阵列式位移计测量用VM-102A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连接上阵列式位移计的输出电缆,黑、红为电源端,白、绿为测量端。
观测电缆与连接线的红(+)、黑(-)芯线为电压输入端,电压输入值≤16V;白(A)绿(B)为信号输出。
7、故障检查
如果测量不正常说明传感器或接头待检查,请与我司技术人员联系
配套选购
·YSPT-4P 双护套四芯屏蔽电缆
·VM-103 全功能读数仪、MCU 系列自动化采集模块
·峟思单机版软件、峟思云平台
遵循标准
·SL361-2006《大坝观测仪器位移计》
·GB/T 24105-2009 《岩土工程仪器基本环境试验条件及方法》
·GB/T 13606-2007 《岩土工程仪器 振弦式传感器通用技术条件》
·SL 530-2012 《大坝安全检测仪器检验测试规程》
·DL/T 1271-2013 《钢弦式监测仪器鉴定技术规程》
·GB/T21029-2007《岩土工程仪器系列型谱》
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安全监测仪器术语定义 | |
频率模数 | 分辨力 |
振弦式传感器的测量单位之一,为输出信号频率平方的千分之一(f²/1000),以kHz²表示。 | 在测量范围内,振弦式传感器所能感测的被测量的最小变化值,以满量程输出百分比表示。 |
起始值 | 滞后 |
仪器在现场零荷载下的测值。 | 振弦式传感器在输入量作满量程变化时一输入量,传感器的正、反行程输出量的最大偏差,以满量程输出百分比表示。 |
初始值 | 不重复度 |
仪器安装后,在既定荷载下,安装影响消除后的测值。 | 振弦式传感器在一段时间间隔内,在相同的工作条件下,输入量从同一方向作满量程变化,多次趋近并到达同一校准点时所测量的一组输出量之间的分散程度,以满量程输出百分比表示。 |
基准值 | 非线性度 |
相对于荷载条件的计算起点的测值。 | 振弦式传感器正 、反行程实际平均特性曲线相对于参比直线的最大偏差,用满量程输出的百分比来表示。 |
满量程 | 综合误差 |
仪器标称范围两极限之差的模,以FS表示。例如,对从-10v~+10v的标称范围,其量程为20V。 振弦式传感器工作特性所决定的最大输出频率的平方和最小输出频率的平方的代数差。 以频率模数(f²/1000)为输出量的振弦式传感器,其满量程输出可表征为其最大输出频率模数和最小输出频率模数的代数差。 | 振弦式传感器进程平均校准曲线和回程平均校准曲线二者与工作直线的最大偏差,用满量程输出的百分比来表示;该误差是反映振弦式传感器的综合性能指标。 |