靜力水準(zhǔn)儀
靜力水準(zhǔn)儀是測量兩點間或多點間相對高程變化的精密儀器。由儲液器、進口高精度芯體和特別定制電路模塊、保護罩等部件組成。沉降系統(tǒng)由多只同型號傳感器組成,儲液罐之間由通氣管和通液管相連通,基準(zhǔn)點置于一個穩(wěn)定的水平基點,當(dāng)測點相對于基準(zhǔn)點發(fā)生升降時,將引起各點壓力的變化。通過測量傳感器壓力的變化,來計算各測點相對水平基點的升降變化。
二、功能特點
1.采用壓力傳感器測量液體的壓差,通過之前的標(biāo)定擬合,從而對監(jiān)測物體的沉降實現(xiàn)直接、直觀的監(jiān)測。
2.體積小、精度高、量程可選。
3.可以隨著地面走勢安裝而不需要調(diào)平,不需要轉(zhuǎn)點,全密封結(jié)構(gòu)可以埋設(shè)于地下。
4.通過導(dǎo)氣管屏除空氣壓力變化對測量精度的影響。
5.硬件具有RS485接口,可兼容性強,可外接Zigbee模塊,實現(xiàn)Zigbee自組織網(wǎng)絡(luò)。亦可外接GPRS模塊,實現(xiàn)遠程通信。
6.具有寬溫度補償(-20~80C),工作溫度可達-40~125℃,適用于各種惡劣環(huán)境;
7.測量點無需液面流動,只要沉降有液面壓差就能實時體現(xiàn),數(shù)據(jù)實時性更強。
8.采用各種低功耗、超低功耗的傳感器和微處理器芯片,降低總線壓降,可使總線供電距離更遠。
三、基本參數(shù)
量 ???程:(0~500, 0~1000,0~2000)mm
綜合精度:小于0.05%FS
非 線 性:0.02%FS
穩(wěn) 定 性:<0.05%FSO/年
輸出信號:RS485
供電電壓:(9-36)V DC
工作溫度范圍:-40~80℃
補償溫度范圍:-20~80℃
過載壓力:100倍
介質(zhì)材料:航空鋁
電氣連接:通氣四芯電纜
防護等級:IP67
四、接線定義
線色
棕線
黑線
藍線
灰線
RS485
電源正
電源負(fù)
485A
485B
五、應(yīng)用范圍
廣泛的應(yīng)用于大型儲罐、大壩、電站、高層建筑、基坑、隧道、橋梁、地鐵等設(shè)施的沉降、位移監(jiān)測。
六、監(jiān)測系統(tǒng)的安裝
概括
初次安裝監(jiān)測系統(tǒng)時,需結(jié)合現(xiàn)場施工情況遵循先后主次的順序操作,合理的規(guī)劃安裝順序可避免安裝過程的失誤造成的返工;
正常順序為:
1.確定測量基準(zhǔn)點的位置和監(jiān)測點的位置并作出標(biāo)記;
2.對基準(zhǔn)點進行加固處理,野外條件下需澆筑堅實的基臺;
3.在安裝點進行固定螺釘?shù)念A(yù)設(shè)打孔、安裝;
4.分別在各安裝點安裝靜力水準(zhǔn)儀傳感器和儲液箱;
5.連接液管和氣管,并將氣管前后端做合理防護;
6.連接信號輸出線;
7.對監(jiān)測系統(tǒng)的液管進行注液;
8.調(diào)試驗證;
測量基準(zhǔn)點
根據(jù)設(shè)計要求選擇基準(zhǔn)點,基準(zhǔn)點是為監(jiān)測點做數(shù)據(jù)支撐依據(jù)的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)平臺,所以,基準(zhǔn)點應(yīng)為強度堅實可靠的永固體,且不存在沉降的場地。
安裝座或安裝架的固定
安裝座為一種特別定制帶防護性能的盒狀保護箱,安裝支架為“L”形鋼板件,在不同的需求場合采用不同的安裝件來固定傳感器。在極寒或極熱的地區(qū)或特別要求的場地,可以考慮采用帶內(nèi)襯隔溫的保護箱;溫差不大的地區(qū),可采用“L”型的安裝支架來固定傳感器即可,應(yīng)用在野外的可以匹配一般防護型的護罩。
保護箱或安裝支架與產(chǎn)品的固定是通過四只 M4*8 的內(nèi)六角螺釘進行固定。
產(chǎn)品在測點的安裝是通過膨脹螺釘或其它適應(yīng)工況需求的安裝方式來固定。
監(jiān)測點安裝--側(cè)裝式
為適應(yīng)靜力水準(zhǔn)儀監(jiān)測點的安裝測量需求,本產(chǎn)品可適應(yīng)不同工況下的監(jiān)測點安裝形式;例如在大壩的廊道墻壁、各種隧道墻壁、橋梁、箱梁和橋墩等的測點處以側(cè)裝的形式比較合適;
安裝前需先確定標(biāo)高,根據(jù)水準(zhǔn)儀的量程和現(xiàn)場工況,傳感器高度低于儲液罐的高度需控制在測量量程范圍內(nèi)。安裝時,各監(jiān)測點的位置必然有高低偏差,需注意偏差不能大于測量量程的 1/2。
各監(jiān)測點靜力水準(zhǔn)儀通過用膨脹螺栓固定在墻壁上,靜力水準(zhǔn)儀墻壁安裝時,應(yīng)考慮觀測電纜的走線方向和保護方法,如果測點與測點之間相距較遠時(>2 米),氣管和液管需用線槽或者 PVC 管作為導(dǎo)向支撐并固定在墻壁上。
一個斷面的距離超過150米的時候,應(yīng)考慮儲液箱容量的大小,以便箱內(nèi)液體可以正常維持測量所需;特別場合下,水準(zhǔn)儀的需要增加保護罩,熾熱地區(qū)需在罩內(nèi)填充隔熱泡沫。
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側(cè)裝示意圖
監(jiān)測點安裝--平裝式
平裝式測點適用大壩的高鐵地基、廊道地基、野外澆筑地基、各種隧道地基等,對于野外澆筑的地基,需建造相對堅實的測量基臺,測量基臺的尺寸≥400mm×400mm,高度根據(jù)各測點的設(shè)計標(biāo)高而定。
測量基臺的建造有多種應(yīng)用,簡單介紹常用兩種:一、混凝土直接澆筑成型,然后在需安裝靜力水準(zhǔn)儀的位置打孔,安裝膨脹螺釘,再將靜力水準(zhǔn)儀直接固定即可;二、混凝土澆筑時將特定金屬底座一并澆筑在一起,底座的固定螺釘按設(shè)定留出,如此,可以安裝可拆卸式金屬基臺,將靜力水準(zhǔn)儀安裝在金屬基臺上即可。
其余安裝方式可參照側(cè)裝式的安裝規(guī)范
若靜力水準(zhǔn)儀被埋入地下或埋入深度較深,同時,儲液箱也被埋入地下的。需在儲液箱 上安裝一根通氣管引出地面,該條測量線的末后一個水準(zhǔn)儀的氣管和液管也要引出地面。
平裝式的類型可以依據(jù)產(chǎn)品形態(tài)分為螺釘固定式和保護箱整體粘接式。
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平面安裝螺釘固定示意圖
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平面安裝保護箱螺釘固定示意圖
貯液容器的安裝
當(dāng)整個系統(tǒng)各測點的靜力水準(zhǔn)儀安裝地板或安裝架固定好后,將靜力水準(zhǔn)儀貯液筒底板安裝在安裝地板或安裝架的 3 個調(diào)節(jié)螺栓上。貯液容器安裝完成后應(yīng)核定和調(diào)整各測點高程,使其底板標(biāo)高基本相同。
建議傳感器安裝水平線控制在400mm落差范圍內(nèi),儲夜箱安裝的位置,選擇傳感器安裝位置高的一只為參考點,往上平移 300mm左右的水平位置。
氣管頭尾需要通大氣,做好防護措施,如果太陽直射氣管,建議氣管做遮陽處理。如總氣管長度太長,可以中間斷開,接觸大氣。
現(xiàn)場條件允許的情況下建議用兩個儲液箱,頭尾各自一個。
儲液箱不要封閉起來,定期檢測儲液箱液位高度,如液位過低及時補充液位。
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連接通液管
產(chǎn)品液管連接的形式為并聯(lián)式,靜力水準(zhǔn)儀本體上會設(shè)有一條連通支管,支管上有閥門和用以連接水管的接頭,管路連接時將主管道連接在各接頭上即可,這種連接的優(yōu)點為:連接簡單、方便、快捷、維護方便等特點,同時具有防過載的功能。
因水準(zhǔn)儀兩測點間距較長,為保持液管內(nèi)液體平衡,需增加保護液管的線槽或PVC管,極熱極寒地區(qū)需將管路做隔熱/保溫處理,同時也可以將氣管和信號輸出線纜一并保護在內(nèi)。
靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)各測點連通后,應(yīng)將通液管管口與管接頭相聯(lián)處用工具鎖緊,防止松動和漏液。
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連接示意圖
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連接通氣管
靜力水準(zhǔn)儀上設(shè)計的通氣管的作用是使各測點靜力水準(zhǔn)儀貯液容器內(nèi)的液面壓力保持一致,使整個系統(tǒng)各測點通氣管相互連通并僅在一點(兩端選其一)與大氣相通。
靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)中兩端測點,任一測點的通氣管與干燥管連接,干燥管通大氣,另一端用直角彎通接頭封堵氣管即可使用。
根據(jù)各測點間的距離,截取通氣管的長度,然后將通氣管管口與管接頭相接把各測點串聯(lián)在一起,通過干燥管與大氣連通,后做好通氣管的固定工作。