振弦式基岩位移计

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    振弦式基岩位移计、振弦式基岩变位计

产品用途

    SWDB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SWD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。

    SWDB型振弦式基岩位移计位移传感器为全不锈钢结构，产品尺寸：传感器直径D=24~30.5mm，传感器长度：

L=300~330mm，传感器内部件：滑块式或弹簧式。

产品实物图片

产品规格及主要技术参数

产品结构及工作原理

    产品结构：SWDB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。

    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。

埋设与安装

    SWDB型振弦式基岩位移计埋设时分为两部分安装，孔内连接辅助配件，孔外传感器底座。

    1）孔内锚杆的埋设

    先在基岩位移计的安装基岩钻孔(直径≥90mm)，钻孔深度按设计要求。

    准备长度略小于钻孔深度的锚杆，将位移计转接头焊接在锚杆端头。

    将焊有转接头的锚杆放入孔中，高程略低于孔口，定位好后向孔底灌注水泥砂浆，砂浆的灌注深度小于钻孔深

度的1/2，上部用黄砂灌满到孔口(露出连接头)。

    埋设锚杆时将转接头的螺纹孔用东西堵住，防止螺纹孔堵塞影响与基岩位移计的连接。

    2）传感器安装

    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。

    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。

    3）调整测量范围

    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。

    最后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。

    4）变形观测正负号规定：对开合，张开为正，闭合为负。

测量数据方法

   SWDB型振弦式基岩位移计测量用SW-102型振弦式读数仪或GN-106型全功能读数仪，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基岩位移计的输出电缆，黑、红为电源端，白、绿为测量端。

   SWDB型振弦式基岩位移计测量用MCU-1X系列自动化采集设备，接入芯线按振弦传感器信号接入；MCU端子接线

柱1（频率 红，+）、2（频率 黑，-）、3（地）、4（温度 绿，+）、5（温度 白，-）。

   SWDB型振弦式基岩位移计测量用MCU-32X系列分步式模块化自动测量单元，接入芯线按振弦信号接入；MCU端子

接线柱1（温度 绿，+）、2（温度 白，-）（黑，-）、3（地）、4（频率 红，+）、5（频率 黑，-）。

   SWDB型振弦式基岩位移计观测电缆（五芯水工双护套屏蔽线）与读数仪连接；传感器芯线的红（+）、黑（-）芯

线为频率，激励电压≤5V；白（A）、绿（B）为温度，电阻3K信号输出。

选取基准值

    1）基岩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。

    2）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，基岩位移计安装在混凝

土中应选取水化热过后的测值。基准值选定后应做好记录，作为计算的基准值。

    3）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。

    4）基岩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。

    注：通过多年的实践经验，水库修建和水闸建设期间，埋设基岩位移计的注浆管必须伸入基岩孔底，配合通气管

与注浆管一起往孔顶拨出；孔底仪器部位应加“混凝土”保护罩。

计算方法

    1) 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。

    2) 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℃。

    3) 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/℃。SWDB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。

四川葛南“大坝云”监测软件接入振弦式基岩位移计方法和软件设置注意事项

    （1）基岩位移计软件设置需要注意k值符号；

    （2）基岩位移计软件工程值按长度，单位为mm/cm/m。

    （3）软件运行及设置部分图片展示。

     具体应用参考http://www.gnsy.com/page8?product_id=512 大坝云监测软件接入振弦式渗压计方法和软件设置注意事项。

---------   SWDB型振弦式基岩位移计由四川葛南仪器有限公司生产

      产品生产遵循标准：

    SL361-2006《大坝观测仪器位移计》

    GB/T 24105-2009《岩士工程仪器基本环境试验条件及方法》

    GB/T 13606-2007《岩十工程仪器 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/T1271-2013《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》

    GB/T 15406-2007《岩士工程仪器基本参数及通用技术条件》

       大坝及岩土工程安全监测技术服务：    

       由葛南水利监测人13990298835提供（设计参考/现场安装/施工及运行期）相关技术咨询服务。

配套线缆

安全监测仪器术语定义（振弦式传感器术语定义）

基岩位移计故障检查

    正常情况下：基岩位移计频率芯线（红/黑）之间正常300多欧姆，温度芯线（绿/白）之间测出阻值查表可以得出温

度；红、黑、绿、白分别对地之间正常绝缘20兆欧姆以上，红、黑分别对绿、白之间正常绝缘20兆欧姆以上。

    当基岩位移计测量出现故障时，可用万用表检查渗压计电缆芯线间的电阻值，正常状况红、黑芯线电阻值通常为

450～900Ω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∞)。

延伸电缆故障检查及注意事项

   基岩位移计接长用水工专用观测电缆，其电缆电阻值约为45Ω/km左右。

    1）用读数仪临时检测：可用读数仪绿白（3K温度/电阻）测量渗压计红黑频率，测量时读数仪显示温度约

60~90℃；或用读数仪只测频率红黑，暂不测温度绿白。

    2）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。

    出现（A）、（B）、（C）三种情况，读数仪测量不出频率值。

   3）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。

    出现（A）、（B）、（C）三种情况，读数仪测量不出温度值。

    4）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。

    出现此类情况，采用读数仪测量正常；采用自动测量单元测量频率值可能会引起测值不稳或跳跃，测量温度值将比

正常值偏低10～20℃左右。

    5）读数仪测值不稳

    （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。