一、用途
BH-098型智能數(shù)顯滑動(dòng)式測(cè)斜儀是以進(jìn)口敏感新型芯片元器件裝置而成。其內(nèi)部是以伺服(即力平衡式)為基礎(chǔ)的測(cè)量系統(tǒng),其特點(diǎn)精度高、穩(wěn)定性好、分辨率高,廣泛用于以觀測(cè)土石壩、建筑物基坑、提防、地下建筑工程、巖石邊坡港務(wù)工程等土體內(nèi)部的水平變化。
二、主要性能技術(shù)指標(biāo)。
測(cè)量范圍;0~±30°(與地垂線的夾角)
分 辯 率;±0.0001°
探頭精度;0.01mm/500mm
線 性;±0.025%(30°以內(nèi))
重復(fù)性;±0.025%
導(dǎo)輪間距基準(zhǔn) ; 500mm
測(cè)桿尺寸 φ30×660mm
測(cè)桿重量2.35kg
儀表重量1.5kg(包括可充電電池)
電源消耗可連續(xù)使用20小時(shí)
使用環(huán)境-20℃~60℃
耐 水 壓300m(防水防震)
抗 震50000g(敏感軸方向,其中g(shù)為1個(gè)單位的重力加速度)
三、工作原理
BH-098型智能數(shù)顯滑動(dòng)式測(cè)斜儀在巖土工程領(lǐng)域,主要用于測(cè)量土體運(yùn)動(dòng),諸如:可能產(chǎn)生在不穩(wěn)固邊坡(滑坡)或挖方過(guò)程中周圍的側(cè)向運(yùn)動(dòng)等。也可
用來(lái)監(jiān)測(cè)堤壩、芯墻的穩(wěn)定性,打樁或鉆孔的布置和偏差,以及在回填、筑堤和地下儲(chǔ)罐中土體的沉陷等。
所在這些場(chǎng)合,通常要安裝一根測(cè)斜管,將其安裝在地下的鉆孔內(nèi)或?qū)⒐軡仓诨炷恋慕Y(jié)構(gòu)中,也可將管埋在筑堤之中
。該測(cè)斜管有四個(gè)槽口,用于固定便攜式測(cè)斜儀探頭的滑輪。探頭連在和讀數(shù)儀相連的電纜的一端,用于觀測(cè)與測(cè)斜相關(guān)
聯(lián)的豎直(或水平)傾斜量,并以這種方式測(cè)量由土體運(yùn)動(dòng)所引起的任何傾斜量的變化。
為了獲得安裝測(cè)斜管的土體周圍一個(gè)全面的觀測(cè)報(bào)告,必須沿測(cè)斜管進(jìn)行一系列傾斜測(cè)量。
四.測(cè)量操作方法
常規(guī)的測(cè)斜探頭有兩組滑輪,距離相隔0.5米,測(cè)試前,先把探桿標(biāo)明方向,注(高導(dǎo)輪對(duì)準(zhǔn)基坑方向?yàn)檎郎y(cè)用A+表示,
低導(dǎo)論對(duì)準(zhǔn)基坑方向?yàn)榉磦?cè)用A-表示),使計(jì)算數(shù)據(jù)一致。將探頭放到測(cè)斜管底部并開(kāi)始讀數(shù)。測(cè)斜管底部為第一個(gè)數(shù)據(jù)
,探頭每提升0.5米進(jìn)行讀數(shù),直到到達(dá)測(cè)斜管的頂部,這組讀數(shù)被稱為A+讀數(shù)(正測(cè))。把探頭從套管中取出,旋轉(zhuǎn)
180°重新放入測(cè)斜管中,方法同上,又可得到另一組數(shù)據(jù)A-讀數(shù)(反側(cè))。將上述兩組讀數(shù)(A+、A-)相結(jié)合(將一組
數(shù)據(jù)減去另一組數(shù)據(jù))以此來(lái)消除傾角傳感器零飄的影響。測(cè)斜儀探頭在豎直位置時(shí)讀數(shù)產(chǎn)生零飄偏差,理想的偏差應(yīng)是
零,而實(shí)際上在使用探頭時(shí),由于傳感器的偏差、滑輪的磨損或者因下落以及和測(cè)斜管底部相碰太厲害對(duì)傳感器的沖擊所
導(dǎo)致有一零飄值。
數(shù)據(jù)分析
數(shù)據(jù)處理時(shí),將上述兩組讀數(shù)(A+、A-)相結(jié)合(將一組數(shù)據(jù)減去另一組數(shù)據(jù))以此來(lái)消除傾角傳感器零飄的影響。由于
儀器帶有自動(dòng)換算功能,測(cè)量出來(lái)的數(shù)據(jù)直接用SD卡連接分析數(shù)據(jù)電腦然后打開(kāi)上載數(shù)據(jù)軟件直接分析就可以。
數(shù)據(jù)分析時(shí),首先先把可靠的第一次測(cè)量的數(shù)據(jù)設(shè)為初始值數(shù)據(jù),然后根據(jù)每次你所測(cè)的數(shù)據(jù)與原始數(shù)據(jù)相比較,就可知
測(cè)斜管的傾斜量變化和這些變化所引起的位移變化。
數(shù)據(jù)分析原理: 傾斜量變化分析的最好方式是通過(guò)計(jì)算上部滑輪相對(duì)于下部滑輪組所產(chǎn)生的傾角(θ)與觀測(cè)讀數(shù)間
距(L)的水平偏移。在測(cè)斜各位置處兩組讀數(shù)(A+、A-)相減就可以得出Sinθ,把這個(gè)值乘以讀數(shù)間距(L)和相應(yīng)的
系數(shù),就得到一個(gè)以工程單位(DGK測(cè)斜儀器上顯示為mm)輸出的水平偏移。
通常的分析方法是“查和",即將兩組讀數(shù)(A+、A-)相加,相加后的由傾斜引起的那部分讀數(shù)被抵消,只留下一個(gè)等
于測(cè)斜儀傳感器零偏移兩倍的一個(gè)值,在北航軟件中表示為“差值"項(xiàng),當(dāng)查和值或軟件中“差值"項(xiàng)為常量時(shí),注:
(系數(shù)偏差最保守為0.2mm)說(shuō)明測(cè)量的數(shù)據(jù)有較高的可靠性,反之,如果差值出現(xiàn)軟大的變動(dòng)或突變,說(shuō)明測(cè)量數(shù)據(jù)存
在問(wèn)題,這時(shí)應(yīng)首先檢查測(cè)量過(guò)程中下列幾個(gè)情況:
1、跳過(guò)或重復(fù)讀取下一個(gè)讀數(shù);
2、讀數(shù)之間,沒(méi)有使測(cè)斜儀靜置足夠的時(shí)間;
3、探頭、電纜或讀數(shù)裝置故障。這也許是由于震動(dòng)、受潮、電池缺電、探頭或電纜的開(kāi)路或短路造成的。
4、不小心地安放滑輪使得探頭滑輪組一次觀測(cè)與另一次觀測(cè)不在同一位置。
5、將滑輪正好放置在測(cè)斜管接頭處,以致讀數(shù)不穩(wěn)定或出錯(cuò)。
注:(出現(xiàn)1-5以上幾點(diǎn)必須從新測(cè)量數(shù)據(jù))
五、計(jì)算公式及數(shù)據(jù)原理
—0000.42mm:當(dāng)前測(cè)斜探頭的偏稱值,單位mm(以下公式中符號(hào)d表示)
—0001.85mv:當(dāng)前的電壓值,單位mv(以下公式中符號(hào)U表示。)
1、電壓一位移轉(zhuǎn)換系數(shù)
由于輸出電壓與傾角的正弦成正比。
電壓U=KSinθ(θ為測(cè)斜傾角,K為測(cè)斜探頭的靈敏度系數(shù))
測(cè)桿輪距 L=500mm
測(cè)斜傾角 Sinθ=U/K
偏移量 d=L?Sinθ=(L/K)?U=C?U
C:探頭電壓一位移轉(zhuǎn)換系數(shù)(測(cè)斜探頭系數(shù))
例如:對(duì)于K=2285mv/g的測(cè)頭
C=L/K=500mm/2285mv=0.22853mm/mv
注:(1)以上系數(shù)為輪距=500mm時(shí)計(jì)算結(jié)果。
(2)由于受DGK儀表顯示位數(shù)的限制,電壓一位移轉(zhuǎn)換系數(shù)0.22853
累積偏移量
D=∑di=∑c?ui
位移量=累積偏移量-初始偏移量
Si=D-D0
有關(guān)“位移"及“差值"的計(jì)算公式。測(cè)頭以其導(dǎo)輪沿著測(cè)斜管的導(dǎo)槽沉降或提升。測(cè)頭的傳感器可以測(cè)量管在每一深度
處的傾角度,輸出一個(gè)電壓信號(hào)在測(cè)讀儀面板上顯示出來(lái),測(cè)頭測(cè)出的信號(hào)是以測(cè)斜導(dǎo)管導(dǎo)槽為方向基準(zhǔn),在某一深度處
,測(cè)頭上下導(dǎo)輪標(biāo)準(zhǔn)間距L上的傾斜角的函數(shù),該信號(hào)可換成水平位移。
以伺服加速度探頭為例,加速度計(jì)敏感軸在水平面時(shí),矢量g在敏感軸上的投影為零,加速度計(jì)輸出為零,當(dāng)加速度計(jì)敏
感軸與水平面存在一個(gè)傾角θ時(shí),在加速度計(jì)輸出一個(gè)電壓信號(hào)。
Uout1=Ko+Kgsinθ (1)
式中:K0為加速度計(jì)偏值
K為加速度計(jì)靈敏度
g為重力加速度
為了清除Ko的影響,可以將測(cè)頭調(diào)轉(zhuǎn)180°。在該點(diǎn)進(jìn)行第二次測(cè)量,得
Uout2=Ko-Kgsinθ (2)
(1)—(2)將偏值Ko消去,得差數(shù)
Uout1-Uout2=2Kgsinθ (3)
(1)+(2)將加速度計(jì)的傾角投影值抵消,只留下偏值的2倍,稱為“差值",上述方法稱為檢查測(cè)斜數(shù)據(jù)質(zhì)量的“差
和"方法。
2、參數(shù)設(shè)置
參數(shù)設(shè)置儀器出廠時(shí)參數(shù)由技術(shù)人員已設(shè)定好不允許擅自更改。
注;下列僅供參考
(1)輸入測(cè)斜探頭系數(shù)C,單位mm/mv,需根據(jù)測(cè)斜探頭的率定表,確定并輸入此系數(shù),例如:C=0.4mm/mv。
(2)輸入校正零點(diǎn)電壓,單位mv。
注:BH-98型活動(dòng)測(cè)斜儀與測(cè)斜探頭初次配合使用時(shí)應(yīng)輸入儀器校正零點(diǎn)(校正零點(diǎn)電壓由測(cè)斜探頭率定表給出),更換
測(cè)斜探頭時(shí)需修改讀數(shù)儀的校正零點(diǎn)。注:(出廠時(shí)以設(shè)定好,非專業(yè)人員不得更改,擅自更改數(shù)據(jù)不準(zhǔn)出現(xiàn)故障我廠即
不負(fù)責(zé))。
注:正測(cè)A+、反測(cè)A-、平均偏移量、累計(jì)偏移量、系統(tǒng)偏差的顯示單位均為毫米(mm).
下列任何一種情況均有可能損害數(shù)據(jù)的質(zhì)量:
1)跳過(guò)或重復(fù)讀取一個(gè)讀數(shù)。
2)讀數(shù)之前,沒(méi)有使測(cè)斜儀靜置足夠的時(shí)間。
3)探頭、電纜或讀數(shù)裝置故障。這也許是沖擊、受潮、電池缺電、探頭或電纜的開(kāi)路或短路。
4)不小心地安放滑輪使得探頭滑輪組一次觀測(cè)與另一次觀測(cè)不在同一位置。
5)將滑輪正好放置在測(cè)斜管接頭處,以致讀數(shù)不穩(wěn)定或出錯(cuò)。
??;在測(cè)試的過(guò)程中出現(xiàn)上面可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)不穩(wěn)的情況下,必須重新測(cè)試