金元集团安全监测培训-仪器原理展示(2013-8-18).

贵州省大坝安全监测中心庞先明二O一三年八月贵州金元集团水电站安全监测仪器工作原理与展示贵州省大坝安全监测中心培训目录目录安全监测仪器的发展历程差阻式仪器工作原理弦式仪器工作原理仪器展示安全监测仪器的发展历程上世纪60年代以前，以进口为主60年代以后，国产监测仪器质量有了提高80年代后，差阻式、振弦式、电感式仪器得到了较大发展，国产监测仪器进入了多元化发展阶段安全监测发展历程：上世纪70年代以前称为原型观测，典型工程如新安江、丹江口、刘家峡等。70年代中期，观侧成果的作用日益显著，取得了一定进展。80年代中后期，随着电子计算技术的发展与应用，监测仪器自动化采集系统和资料处理分析技术得到了快速发展。90年代初，自动化技术开始向多元化发展，主要分为监测资料处理分析自动化和采集自动化。90年代中后期，监测工作由原型观测上升为安全监测，监测工作有了突破性进展。1830～1838年，法国，格罗斯博斯坝根据观测指导施工1891年，德国埃施巴赫混凝土重力坝开始变形观测1903年，美国对布恩顿重力坝进行温度观测1908～1909，澳大利亚在拱坝进行变形观测1919～1920，瑞士布置了世界上第一座永久观测仪器的拱坝20世纪50年代，中国开始研制大应变计（差阻式－卡尔逊式Carlson），70年代，垂线、引张线等变形观测仪器。传感器的发展安全监测仪器种类系列类型主要仪器种类差动电阻式DI系列应变计、CF系列测缝计、KL系列钢筋计、SZ系列渗压计、DW系列电阻温度计、MS系列锚索测力计、MG系列锚杆应力计、WY系列位移计、GBJ系列钢板计、YUB系列土压力计振弦式VDI系列应变计、VCF系列测缝计、VKL系列钢筋计、VMS系列锚索测力计、VMG系列锚杆应力计、VWP系列渗压计电位器式WY系列位移计、LF系列裂缝计、BWC系列多点位移计、SX系列三向测缝计步进式BJC系列垂线坐标仪、BJY系列引张线仪配套仪表SQ系列数字式电桥、YZY系列水位计读数仪、DWY系列电位器式读数仪、ZXY系列振弦式读数仪、BJ系列步进式读数仪安全监测自动化系统FWC2000系列数据采集装置、AMU、MCU等系列测量模块差动电阻式仪器（又称卡尔逊式仪器）创始人：是美国加利福尼亚大学的卡尔逊（R，W.Carlson)博士在1932年研制成功的。原理：利用电阻丝变形与电阻比成正比的原理研制的，利用张紧在仪器内部的弹性钢丝作为传感部件将仪器感受到的物理量变换为模拟量，所以国外又称为弹性钢丝式仪器。特点：具有密封性能好、长期稳定性好、可靠度高、测试方法简单、可兼测温度等优点。仪器主要工作原理及性能特点振弦式仪器原理：利用钢弦振动频率随钢丝应力变化的原理制成的，通过电磁铁激振钢弦，测量由磁铁线圈感应钢弦振动频率得知钢丝应变，所以又称钢弦式仪器。特点：该型仪器具有精度高、分辨率高、量程大、受环境影响小、可长距离传输、便于进行自动化观测等优点，且传感器可做得很小。仪器主要工作原理及性能特点可靠性高长期稳定性好温度补偿简单准确耐高温、高压适用于动态测量差动电阻式仪器主要特点仪器实物图片一应变计钢板计钢筋计多点位移计锚索计温度计仪器实物图片二测缝计渗压计水位计土压力计基岩变位计位移计二次仪表图差阻式读数仪1差阻式读数仪2率定器振弦式读数仪仪器设备的功能外部尺寸量程主要性能参数精度灵敏度非线性度温度测量范围2019/12/1513/36监测仪器设备的性能指标2019/12/1514/36差阻式仪器读数仪（SQ-5数字电桥）测量范围测量范围基本量限备注电阻比（Z）0.01%0～199998000～12000反测电阻比（Z′）0.01%0～199998000～12000电阻值（R），Ω0～199.990～125.00芯线电阻值（2r），Ω0～199.990～125.00测量精度电阻比电阻值，Ω基本误差±0.01%±0.02参比工作条件温度附加误差±0.02%±0.03正常工作条件环境要求环境温度环境相对湿度参比工作条件20±2℃≤80％正常工作条件0～40℃≤85％贮存条件-10～50℃≤75％仪表电源直流：6F22（迭层）9v电池外形尺寸185×89×32mm重量0.3kg2019/12/1515/36差阻式渗压计2019/12/1516/36差阻式应变计DI-25型2019/12/1517/36差阻式应变计DI-15型2019/12/1518/36差阻式温度计DW-1型2019/12/1519/36差阻式钢板计GBJ-15G型2019/12/1520/36差阻式钢筋计KL-XX型2019/12/1521/36差阻式锚杆应力计MG-XX型2019/12/1522/36差阻式测缝计CF-12型上世纪初与差动电阻式传感器同期发明（1919年）上世纪70年代，以美国基康公司为主的国际厂商将该类仪器在世界范围内推广，在欧美和苏联得到较多应用我国在上世纪60年代开始跟踪研制可以满足岩土工程各物理量监测需要，尤其是渗透压力测量需要振弦式传感器简介振弦式传感器基本原理敏感元件是一根金属钢丝，它与传感器受力部件连接固定，利用钢弦的自振频率与钢弦所受的外加张力关系式测得各种物理量。监测物理量：应力应变、渗漏、裂缝、位移、水位、温度等。监测对象有：大坝、隧洞、矿井、港口、公路桥梁、地基基础、挡土墙、边坡、滑坡体、地铁系统、地下厂房、涵洞等类似的工程对象。振弦式传感器应用范围温度监测仪器渗流监测仪器变形监测仪器应力应变监测仪器振弦式光纤光栅式MEMSCCD应变计系列：埋入式、表贴式钢筋计系列：锚杆应力计、钢筋计位移计系列：位移计、多点位移计渗压计系列：渗压计、量水堰计测缝计系列：埋入式、表贴计锚索计系列：三弦、四弦、六弦式衍生的产品系列渗流监测仪器渗压计BGK-4500S/4500SR/4500AL/4500SV振弦式渗压计BGK-FBG-4500S光纤光栅式渗压计图片产品名称振弦式渗压计产品型号4500S4500SR4500AL4500SV标准量程0.35、0.7、1、2、3MPa70、170KPa0.35、0.7MPa非线性度直线：≤0.5%FS；多项式：≤0.1%FS灵敏度0.025%FS0.035%FS0.025%FS过载能力50%仪器长度133mm外径19.05mm19mm25.40mm19.05mm类型标准型国产机芯低量程型通气（压差）型适用范围水工建筑物、基岩、测压管、钻孔、堤坝、管道、压力容器测量孔隙水和液位渗流监测仪器渗压计图片产品名称振弦式渗压计产品型号4500S4500SR4500AL4500SV配套设备BGK-408振弦式读数仪●●●●BGK-02-250V6四芯屏蔽电缆●●●BGK-02-335VT8专用四芯通气电缆●BGK-Micro-40自动数据采集仪●●●●BGK-8001低功耗无线数据采集装置●●●●渗流监测仪器渗压计渗流监测仪器水位计BGK-4675LV振弦式量水堰计BGK-FBG-4675LVT光纤光栅式液位计BGK-101平尺水位计图片产品名称振弦式量水堰计光纤光栅式液位计产品型号4675LVFBG-4675LVT标准量程50/100/150/300/600/1500mm150/300/600mm精度±0.1%FS≤1.0%FS灵敏度0.025%FS0.1%FS温度范围0~+65℃-30~+80℃稳定性±0.05%FS/年-外形尺寸-505/555/855xΦ133mm温度补偿-内置温补光栅适用范围量水堰堰上水头及细微水位变化精确测量渗流监测仪器水位计产品名称振弦式量水堰计产品型号4675LV配套设备BGK-408振弦式读数仪●BGK-02-250V6四芯屏蔽电缆●BGK-02-335VT8专用四芯通气电缆●BGK-4675LV-1量水堰堰板（需提供尺寸）●渗流监测仪器水位计产品名称平尺水位计产品型号101标准量程30/50/100/150mm分辨率±1mm重复性±3mm工作温度-10~+60℃探头直径16mm功耗9V/5mA（指示），9V/5μA（待机）供电6F22型（9V层叠）干电池适用范围测井、钻孔、测压管渗流监测仪器水位计温度监测仪器温度计BGK-3700温度计BGK-FBG-4700S/4710C光纤光栅式温度计图片产品名称温度计光纤光栅式温度计产品型号3700FBG-4700SFBG-4710C标准量程-30~+70℃-30~+80/120/150℃精度标准型±0.5℃，可选±0.2℃≤0.5%FS灵敏度0.1℃稳定性≤0.1%/年--耐压1500V--绝缘电阻≥100MΩ--阻值3MΩ@25℃--外形尺寸Φ11x110mmΦ7x92mm；32x5x5mm封装材料不锈钢陶瓷适用范围水工建筑物、混凝土不同结构表面和内部绝缘和防静电环境温度监测仪器温度计图片产品名称温度计产品型号3700配套设备BGK-408振弦式读数仪●BGK-02-187V3四芯屏蔽电缆●BGK-Micro-40自动化数据采集仪●温度监测仪器温度计应力应变监测仪器BGK-4000弧焊型振弦式应变计BGK-4200/4210/4210RCC振弦式埋入式应变计BGK-FBG-4000/4000T光纤光栅大量程表面皿应变计BGK-FBG-4200/4200T/4210/4210T光纤光栅埋入式应变计BGK-FBG-4510光纤光栅表面应变计应变计应力应变监测仪器应变计图片产品名称弧焊型振弦式应变计振弦式埋入式应变计产品型号4000420042104210RCC标准量程3000με2500με非线性度直线：≤1%FS；多项式：≤0.1%FS灵敏度1με0.5με温度范围-20℃～+80℃标距150mm250mm安装方式表面安装（焊接/粘贴/螺栓固定/锚杆）埋入式适用范围钢结构表面混凝土结构表面混凝土钢筋混凝土大体积混凝土碾压混凝土应力应变监测仪器应变计多向应变计典型安装无应力计典型安装4000应变计典型安装应力应变监测仪器BGK-4800/4810振弦式土压力计BGK-FBG-4800T/4810T光纤光栅式土压力计BGK-FBG-4800SGT光纤光栅应变式土压力计压力计BGK-4850NATM振弦式喷射混凝土压力盒应力应变监测仪器土压力计图片产品名称振弦式土压力计NATM振弦式喷射混凝土压力盒产品型号480048104850-14850-2标准量程0.35、0.7、1、2、3MPa（可定制）非线性度直线：≤0.5%FS；多项式：≤0.1%FS灵敏度0.04%FS温度范围-20℃～+80℃过载能力50%承压板厚度6mm12mm-外形尺寸承压盘直径230mm200x100x6mm250x150x6mm适用范围软基土体压力填土对挡土墙表面的界面接触压力衬砌层环向压力衬砌层径向压力应力应变监测仪器土压力计图片产品名称振弦式土压力计NATM振弦式喷射混凝土压力盒产品型号480048104850-14850-2配套设备BGK-408振弦式读数仪●●●●BGK-02-250V6四芯屏蔽电缆●●●●BGK-Micro-40自动数据采集仪●●●●应力应变监测仪器土压力计土压力典型安装4850混凝土压力盒典型安装应力应变监测仪器BGK-4410振弦式钢索计钢索计应力应变监测仪器钢索计产品名称振弦式钢索计产品型号4410标准量程20000，50000με可选非线性度直线：≤0.5%FS；多项式：≤0.1%FS灵敏度5με精度0.2%FS温度范围-20℃～+80℃长度约250mm（取决于钢索直径）适用范围钢索配套设备（选购）BGK-408振弦式读数仪●BGK-02-250V6四芯屏蔽电缆●应力应变监测仪器钢索计4410钢索计典型安装应力应变监测仪器BGK-FBG-4911光纤光栅式钢筋计（锚杆测力计）测力计BGK-4900振弦式锚索测力计BGK-FBG-4900T光纤光栅式锚索计BGK-4911振弦式钢筋计（锚杆应力计）图片产品名称振弦式锚索测力计振弦式钢筋计（锚杆应力计）产品型号49004911标准量程250~999KN1000~29