多點位移計

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多點位移計

發布時間: 2020-12-08 22:37

VWM 型振弦式多點位移計，其中包括有測量范圍從 20～200mm 多種規格,如：VWM-50（）的50 是測量范圍為 50mm，后綴括號為每套儀器的測量點數。VWM 型振弦式多點位移計適用于長期埋設在土壩、土堤、邊坡、隧道、地基等結構物內，測量結構物內深層多部位的位移、沉降、應變、滑移等，并可同步測量埋設點的溫度。

振弦式多點位移計的傳感器采用的是 VWD 型振弦式位移計，由其加裝配套附件而組成，振弦式多點位移計具有智能識別功能。

VWM 型振弦式多點位移計，其中包括有測量范圍從 20～200mm 多種規格,如：VWM-50() 的50 是測量范圍為 50mm，后綴括號為每套儀器的測量點數。
1 用途
VWM 型振弦式多點位移計適用于長期埋設在土壩、土堤、邊坡、隧道、地基等結構物內，測量結構物內深層多部位的位移、沉降、應變、滑移等，并可同步測量埋設點的溫度。
振弦式多點位移計的傳感器采用的是 VWD 型振弦式位移計，由其加裝配套附件而組成，振弦式多點位移計具有智能識別功能。
2規格及主要技術參數

規格型號	VWM-50()	VWM-100()	VWM-200()
儀器外徑mm	30	24	24
儀器長度mm	330	300	430
測量范圍mm	0～50	0～100	0～200
靈敏度mm	0.02	0.04	0.08
擬合精度	0.1%F.S/0.5%F.S
測溫范圍	-40℃～+80℃
靈敏度	±0.1℃
測溫精度	±0.5℃
修正系數	0.969 F/℃
耐水壓	≥1MPa
絕緣電阻	≥50MΩ

注：頻率模數 F=Hz2×10-3
3 結構及工作原理
3.1 結構
VWM 型振弦式多點位移計由位移計、基座、護罩、接長測桿、測桿接頭、PVC 護管、護管接頭、護管轉接頭、護管封頭、定位盤、錨頭、觀測電纜等組成。

多點位移計采用外殼接地雙護套雙絞屏蔽聚氨酯電纜線，有效提高了多點位移計抗機械磨損、抗干擾、防雷擊的能力。
3.2 工作原理
當被測結構物發生的位移通過多點位移計的錨頭帶動接長測桿位移，接長測桿拉動位移計的測桿，位移傳遞給振弦轉變成振弦應力的變化，從而改變振弦的振動頻率。電磁線圈激振振弦并測量其振動頻率，頻率信號經電纜傳輸至數采裝置，即可測出被測結構物的位移量。同步測量埋設點的溫度值。
3.3 計算方法
3.3.1 當外界溫度恒定多點位移計僅受到軸向位移時，其位移量 L 與輸出的頻率模數△為下線性關系：
L = K×△F
△F = F - F 0
式中：L—多點位移計的測量值，單位為 mm；
k—多點位移計的靈敏度系數，單位為 mm/F；
△F—多點位移計實時測量值相對于基準值的變化量，單位為 F；
F—多點位移計的實時測量值，單位為 F；
F0—多點位移計的基準值，單位為 F。
3.3.2 當多點位移計不受外力作用時(儀器兩端標距不變)，而溫度增加△T 時，多點位移計有輸出量△F′，這個輸出量是由溫度變化而造成的，因此在計算時應給以扣除。實驗可知△F′與△T 為線性關系：
L′= k×△F′+(b – h×α)×△T = 0
K×△F′= -(b – h×α)×△T
△T = T - T 0
式中：b—多點位移計的溫度修正系數，單位為 mm/℃；
△T—溫度實時測量值相對于基準值的變化量，單位為℃；
T—溫度的實時測量值，單位為℃；
T0 —溫度的基準值，單位為℃；
h—測桿長度，單位為 mm；
α—測桿的線膨脹系數，單位為 10-6 /℃。
注：測桿材料為不銹鋼，不銹鋼的線膨脹系數通常為:α=16.5×10-6 /℃。
3.3.3 埋設在巖土結構物或其它結構物內的多點位移計，受到的是變形和溫度的雙重作用，因此多點位移計的一般計算公式為：
Lm = k×△F+(b - h×α)×△T = k×(F - F 0 )+(b - h×α)×(T - T 0 )
式中：Lm—被測結構物的位移量，單位為 mm。
注：VWM 型振弦式多點位移計 100mm 以內量程的有溫度自動補償功能，溫度修正系數小于最小讀數，使用中不需要溫度修正，計算用公式為：
Lm = k×△F – h×α×△T = k×(F - F 0 )–h×α×(T - T 0 )
4 安裝與埋設
多點位移計適用于安裝在壩體廊道內、壩體壩肩處、隧道內、山體邊坡、土壩內、路堤內、基坑邊墻等，多點位移計根據使用場合和環境的不同，其安裝方法也不相同，有向上、向下、水平、傾斜等安裝方式。

以下對安裝在巖體內，測量巖體邊坡穩定性的安裝方法作一些簡述，其它安裝方法可參照。
多點位移計中的位移計出廠時均已標定檢驗合格，用戶未發現異常情況時，無需再標定。
如發現某一支位移計損壞或有異常情況，可在廠家專業技術人員的指導下進行檢查或更換。
4.1 前期準備
安裝前應將所有位移計用讀數儀測讀，確認正常后進行建檔,記錄組號、點號及位移計的出廠編號和各點將接長測桿的長度。每套多點位移計出廠都有一個組號，每組中每支位移計都有一個點號。
4.2 多點位移計的組裝
4.2.1 多點位移計的出廠狀態
多點位移計出廠時位移計及護管及轉接頭均與基座組裝在一起，電纜出廠標配 1 米，安裝埋設時需要接長電纜、測桿、護管、安裝錨頭等附件。
4.2.2 接長測桿、護管、錨頭等附件
安裝前應先核對測量點數及各點深度，根據各測點的測量深度配備不銹鋼接長測桿(￠6)和 PVC 護管(￠16)的長度。
接長測桿分為：0.5 米、1 米、1.5 米三種標配長度，1.5 米的接長測桿為主桿，0.5 米和 1 米的接長測桿用于調配測桿總長度。1.5 米的護管為標配長度，安裝時可自由裁成需要的長度進行調節。
多點位移計組裝先將各點的第一節接長測桿和多點位移計測桿用六方接頭連接，第二節接長測桿與第一節接長測桿也用六方接頭連接，穿入第一節護管，護管的一頭插入護管轉接頭，另一頭用護管接頭與下一節護管連接，套上分配盤。依次連接各點的接長測桿和護管到設定的長度，接長測桿比護管長一點。
接長測桿與接長測桿用不銹鋼六方接頭連接，要用扳手或鉗子擰緊；護管和護管的接長用護管接頭連接，涂 PVC 膠直接插入連接。
當各點接長測桿與護管接長到設定長度后，安裝護管封頭和錨頭。護管封頭穿在測桿上，外圓處涂 PVC 膠插入護管尾部固定。錨頭旋在測桿尾部。
4.2.3 分配盤和自鎖扎帶
分配盤應安裝在距安裝基座 0.5 米左右處，其作用是將接長測桿和護管分配在固定的位置上，以便使各點位移計及測桿與安裝基座分配就位。
自鎖扎帶的作用是集垅護管和測桿，使其不扭曲或交錯，入孔時減少與孔壁間的摩擦方便入孔。安裝時可每隔約 1～2 米將測桿及護管(包括排氣管、灌漿管)等排列整齊，用自鎖扎帶捆扎在一起。
4.2.4 觀測電纜
多點位移計出廠時每支位移計各自出線標配 1 米，電纜從保護罩后端各自引出,現場如需電纜接長沿每支位移計各自出線接長,如需更換位移計打開保護罩操作。
多點位移計在現場組裝完成后，要用讀數儀測讀各支位移計的讀數，確認組裝無誤及每支位移計工作正常，方可將多點位移計入孔。
4.2.5 多點位移計安裝適用孔徑
多點位移計測量點數的多少訣定埋設所需鉆孔孔徑的大小，多點位移計埋設適用的最小孔徑如下表所示(僅供參考，單位 mm)：

測點數	測桿護管孔徑	位移計護管孔徑	安裝基座孔徑
2點	￠90	￠100	￠110
3點	￠90	￠100	￠110
4點	￠90	￠100	￠110
5點	￠110	￠125	￠135
6點	￠110	￠140	￠150