测斜仪

【简单介绍】

适用于各种岩土地基横向位移的测量，如水利库坝、堤防、岩土边坡、城市建设地基基坑开挖、打桩、铁路、公路交通边坡、煤田、矿井、电力建设以及各种地下结构工程的内部水平位移的测量。

【详细说明】

1.用途

     HM-CXS型测斜仪是用伺服加速度计作为敏感元件的数字显示活动式测斜仪。用它可以观测土石坝、堤防、岩土边坡、建筑物基坑、地下建筑工程等土体内部的水平变化。对于铁路、港口、水利、高层建筑等工程是一种必要的精密监测仪器。

HM-CXS型测斜仪要在专用的测斜导管中使用，测斜导管的内径为40至70mm ，导管的内臂开有导槽，将导管预埋在被测土体内部或紧贴装在建筑物上，导槽方向要对准欲测斜的方向。

2.性能指标

2. 1

传感器灵敏度：      每500mm测管±0.02mm

系统总精度          每15m测管±﹤4mm

导轮间距             500mm

测杆重量             2.5kg

测杆尺寸             ￠31×660mm

测量范围              0--±60°

2. 2   测读仪指标：

尺寸                  135×125×150mm

重量                   2kg

内部电源                5V

充电电源                220V   50HZ

数字显示                4 1/2 位液晶显示

    2. 3使用环境

温度                -20----- +50℃

耐水压              0.5------ 1MP

3.仪器的组成

测头：测头内部装有加速度计。测头有良好的密封，能承受80--100米水深的压力。测头上下有两组导轮，便于沿测斜管的导槽升降。

电缆：电缆把测头和测读仪连接起来，它除了向测头供电和测读仪传递信号外，还是测头测试点的深度尺和测头升降绳索。为了使电缆在负重时不致有明显的长度变化，电缆芯线中设有一加强钢芯，电缆上每0.5米有一标志，标志所示距离从测头的两组导轮中点起计。

测读仪：测读仪由显示器、蓄电池、电源变换线路、充电电源等装置构成，有便携带以便在野外作业。

面板设有同测头连接的输入插口。插口各针脚的功能如图1所示：

            图 1

一脚 -15V     2脚 地      3脚   信号     4脚  +15V

    充电器采用自动控制，充电时无需人工控制充满自停。

4. 测斜仪工作原理

测斜仪工作原理方框图如图2所示

测 头以其导轮沿着测斜管的导槽沉降或提升，测头的传感器可以敏感出导管在每一深度处的倾斜角度，输出一个电压信号在测读仪上显示出来，测头测出的信号是以测 斜管导槽为方向基准，在某一深度处，测头上下导轮标准间距L上的倾斜角的函数，该函数信号可换算成水平位移，而测斜仪的测斜原理是基于测头传感器加速度计 测量重力矢量g在测头敏感轴的分量大小，确定测头轴线相对水平面的倾斜角的原理。

加速度计敏感轴在水平面内时，矢量g在敏感轴的投影为零，即加速度计输出为零。当加速度计敏感轴与水平面存在一倾角θ时加速度计输出一电压信号。

      Uout1=k0+k1gsinθ  ---------(1)

式中： k0加速度计输出偏值

       K1为加速度计刻度因数， 2.5v/g

       g为重力加速度

为了消除K0的影响，可以将测头掉转180度，在该点进行第二次测量，可得：

       Uout2=k0-k1sinθ  ----------(2)

       (1)-(2)蒋偏值K0消去，得差数：

       Uout1-Uout2=2K1gsinθ

从图3测斜原理示意图中可以看出：

sinθ=△I/L

式中：   △I为水平位移 （mm）

L 为导轮轮距  500mm

θ为倾斜角

则可得：

△I=（Uout1-Uout2）×L/2K1g

       为了方便计算将电压选mv为单位，K1归化为2500mv 

     根据上式可得：△I=（Uout1-UOUT2）×500/2×2500

                      =0.1(Uout1-Uout2)

                    △I 单位为mm

用测头连续在任一深度点上测试的总位移，即挠度为：

            δ = ∑△I

5. 使用说明

  5.  1 测量准备

    5.  1. 1 将测头从箱中取出，首先把电缆上的插头对准测读仪上的插座用手拧紧，然后将测头上接口拧紧，必须符实拧紧，以免进水造成仪器损坏。

    5.   1.  2  仪器检查。将电源开关置于工作位置，将测头竖起并沿四个导轮平 面正反方向倾斜，数显指示有正负变化，上轮对应方向倾斜为正。倾角增大到90度，数显2.5V左右仪器基本正常。

  5. 2 测量

将测头导轮卡置在预埋测斜管的导槽内，轻轻将测头放入测斜导管中，放松电缆将测头滑致孔底。记下深度标志，触及孔底，应避免冲击。在孔底静置5分钟，以便在孔内温度下稳定。

将电缆拉紧至最近深度标志作为测读起点，每0.5米测读一个数，利用电缆标志测读测头至导管顶端为止，每次测读都应将电缆对准标志并拉紧，以防读数不稳。

测完一次后，将测头调转180度重新放入测斜管中，重复上述操作步骤。通常采用正反测量的目的是提高精度，正反两次的读数将抵消或减少传感器的偏值和轴磨损所造成的误差。

  5. 3 数据表

由于数显测斜仪的目的是监视由于土体或建筑物变形而导致导管倾斜度变化，因而必须将数据列入测试表，以监视这种变化。

在数据表中，“初始值”是以后测试的基准，以后按日期测读和计算。测孔第一次得到的差值为“初始值”，以后的差值与“初始值”的差数确定倾斜度的变化，称为变化值：

变化值=新差值—初测差值（初始值）

 差值= 读数（N）—读数（S）

N表示上导轮方向，S表示上导轮调转180度的方向。

位移是从导管底端开始，将变化值作代数和，累加到导管顶端，该数乘以0.1mm，这样可以测得导管顶端或任何深度的水平位移。以后每测一次都可画在同一张图上，可以得到任何两次的水平位移。为了以后测读方向能用正负号确定，数据表中应保持一致的符号。

6. 保养及注意事项

6.1运输和使用应轻拿轻放，避免冲击振动，存放时不要受潮受热。

6.2 插头和接口要对准，拧紧严防进水，以免造成仪器损坏。

6.3测头的导轮，要经常涂油，以保转动灵活。

6.4测读仪长期存放后，使用前应充足电。

6.5仪器出现故障，不随意拆卸，应送厂家修理。