1 用途
GN-JL型静力水准仪适用于长期监测大坝、隧道边坡、路堤基坑、工民用建筑等工程的多点部位的沉降变形。静力水准仪由 2 套以上仪器组成系统,通液管相互连通,传感器的磁浮子随液位同步变化,变化的液位由磁致伸缩式传感器测出,通过计算可得出各测点的沉降
量。静力水准仪的磁致伸缩式传感器具有分辨率高、稳定性好、性能可靠、响应速度快、工作寿命长、线性测量、绝对量输出、非接触测量、永不磨损、输出信号为 RS485 数字量,安装简单方便等性能。
2 规格及主要技术参数
3 结构及工作原理
3.1 结构
静力水准仪是由液位传感器、水平泡、储液罐、底板、水平调节螺栓、安装座、通气阀、观测电缆、防冻液、通液管、连通接头等组成。
3.2 工作原理
静力水准仪由测杆、电子仓和套在测杆上的非接触磁浮球等组成,测量电路发出起始脉冲,起始脉冲在波导管中传输,脉冲与磁浮球相遇,产生返回脉冲,电子拾能机构感知返回脉冲,测量两个脉冲之间的时间差,精确地测出液位值。
4 沉降计算方法
静力水准仪基准点的沉降变化量△Hj 与测量值 F 为线性关系,计算公式如下:
△H j = K j *(F j - F 0j )
式中:△H j —基准点被测液位变化量,单位为 mm;
K j —静力水准仪基准点的传感器系数,单位为 mm;
F j —静力水准仪基准点的实时测量值,单位为 mm;
F oj —静力水准仪基准点的基准值,单位为 mm。
静力水准仪测量点沉降变化量△Hx 与测量值 F 为线性关系,计算公式如下:
△H x = K x *(F x - F ox )
式中:△H x —测量点被测液位变化量,单位为 mm;
K x —静力水准仪测量点的传感器系数,单位为 mm(mA);
F x —静力水准仪测量点的实时测量值,单位为 mm(mA);
F ox —静力水准仪测量点的基准值,单位为 mm(mA)
各测量点相对基准点的沉降变化量△H 与测量值 F 为线性关系,计算公式如下:
△H = △H x - △H j
△H = K x *(F x - F ox ) - K j *(F j - F oj )
注:△H 为正值时表示沉降,△H 为负值时表示抬升(隆起),静力水准仪输出信号为RS485 数字量,现场测量不需要计算。
5 安装
5.1 系统安装
静力水准仪在运达用户时,为运输安全传感器、储液罐、安装架、通液管及接头等都分类包装。现场拆包时先收集文件资料,将零部件分类摆放清点数量。安装分为测墩安装和墙壁安装两种方式,测墩安装示意见图所示,墙壁安装示意
见图所示。
5.2 安装架的固定
安装架为“L”形钢板,一面有 6 个¢9 孔,中心 1 个¢11 的孔;另一面有 2 个长孔。
6 个¢9 的孔用于安装 3 个调节螺栓(6 个孔便于调整储液罐方向),中心¢11 的孔用于测墩安装固定。2 个长孔用于墙面安装调节。安装架固定选用 M6 的膨胀螺栓。
测墩安装
测墩安装有两种方法,方法一:先将 3 套水平调节螺栓装配在安装架上,将组装好的安装架预埋在混凝土测墩中心,侧边朝下。方法二:将 3 个水平调节螺栓装配在安装架上,将组装好的安装架用膨胀螺栓固定在混凝土测墩中心,侧边朝上。
5.3 安装储液罐
根据设计要求确定各测点的等高线,将所有储液罐安装在高度基本相同的等高部位(高度差须在量程范围内并留有沉降量程)。
5.4 连接通液管
根据各测点间的距离,截取通液管的长度,用三通接头将通液管与储液罐联通,将各测点串连起来,使静力水准仪系统形成连通管工作原理。
通液管的长度应尽量短,以减小液体传导距离过长而导致的稳定时间长和误差。通液管敷设连接完成后要做好固定和保护,在露天室外安装的通液管要穿上防护泡沫管,起到保温作用,安装在建筑物的阳面和阴面的通液管温度差会极大的影响测值。
5.5 充液
旋下任意一个储液罐的上端盖,向其中缓慢不间断地充入防冻液,充液排除通液管内的空气和气泡。观察储液罐内的液位高度,当各测点液位达到储液罐标线时停止充液。
检查系统的密封性,观察各接头部位有无液体渗出,无渗漏方可进行下一步操作。
5.6 安装传感器
将储液罐上端盖旋下,将磁致伸缩传感器测杆上的定位环锁定螺丝拧下,取下定位环,再取下浮子,将测杆插入上端盖 M18×1.5 螺纹孔中旋紧,再将取下的浮子及定位环复原(有 CN↑标记的半球朝上),最后将装好传感器的上端盖旋紧。
5.7 通气阀
通气阀为防水通气阀,通气阀防水通气。作用是使储液罐内液体与大气相通,保证液面压力为标准大气压力,安装时要确保通气阀正常通气。
5.8 选取基准值
静力水准仪所测沉降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。
在外荷载变动不大的情况下选取相同时间、稳定气温的 3 次相近的读数,经平均后作为基准值。基准值选定后应做好记录,作为计算的基准值。
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。
静力水准仪的测量值出现偏差时,可用以上方法重新校准基准值。