多点位移计

1VWM型振弦式多点位移计简介21用途VWM型振弦式多点位移计适用于长期埋设在水工结构物或土坝、土堤、边坡、隧道等结构物内，测量结构物深层多部位的位移、沉降、应变、滑移等，并可同步测量埋设点的温度。多点位移计的位移传感器采用的是VWD型振弦式位移计，其由位移计加装配套附件而组成。振弦式位移计的敏感测量元件，其与固定机架的材料线膨胀系数极为接近，经试验温度修正系数甚小，使用中不需要温度修正。3VWM型多点位移计4VWD型位移传感器52型号和规格VWM型振弦式多点位移计，根据测量范围的不同分为三种型号：VWM-20(X)VWM-50(X)VWM-100(X)各型号后缀括号内X为规格，代表多点位移计的分层测量点数，常规分为2～6点，标准配置为4点，高于6点为特规。63主要技术参数型号VWM-20(X)VWM-50(X)VWM-100(X)测量范围：mm0～200～500～100灵敏度k：mm／F≤0.02≤0.03≤0.05测量精度：F.S±0.1%±0.1%±0.1%温度测量范围：℃-40～+150-40～+150-40～+150温度测量精度：℃±0.5±0.5±0.5耐水压：MPa≥1≥1≥1绝缘电阻：MΩ≥50≥50≥5074结构及工作原理4.1结构VWM型振弦式多点位移计主要由位移传感器及护管、不锈钢测杆及PVC护管、安装基座、护管连接座、锚头、护罩、信号传输电缆等组成。测杆护管接头护罩安装基座观测电缆传感器护管护管连接座锚头传感器分配盘测杆密封头接线端子后接圈测杆接头84.2工作原理当被测结构物发生位移变形时将会通过多点位移计的锚头带动测杆，测杆再拉动位移计的拉杆产生位移变形。位移计拉杆的位移变形传递给振弦转变成振弦应力的变化，从而改变振弦的振动频率。电磁线圈激振振弦并测量其振动频率，频率信号经电缆传输至读数装置，即可测出被测结构物的变形量。VWM型振弦式多点位移计可同步测量埋设点的温度值。95计算方法5.1当外界温度恒定多点位移计仅受到轴向位移变形时，其位移变形量L与输出的频率模数△F具有如下线性关系：L=K△F△F=F-F0式中：k—多点位移计的测量灵敏度，单位为mm/F；△F—多点位移计实时测量值相对于基准值的变化量，单位为F；F—多点位移计的实时测量值，单位为F；F0—多点位移计的基准值，单位为F。105.2当多点位移计不受外力作用时(仪器两端标距不变)，而温度增加△T时，多点位移计有一个输出量△F´，这个输出量仅仅是由温度变化而造成的，因此在计算时应给以扣除。实验可知△F´与△T具有如下线性关系：L´=k△F´+(b-hα)△T=0k△F´=-(b-hα)△T△T=T-T0式中：b—多点位移计的温度修正系数，单位为mm/℃；△T—温度实时测量值相对于基准值的变化量，单位为℃；T—温度的实时测量值，单位为℃；T0—温度的基准值，单位为℃；h—测杆长度，单位为mm；α—测杆的线膨胀系数，单位为10-6/℃。注：测杆材料为不锈钢，不锈钢的线膨胀系数一般取16.5×10-6/℃。115.3埋设在混凝土结构物或其它结构物内的多点位移计，受到的是变形和温度的双重作用，因此位移计的一般计算公式为：Lm=k△F+(b-hα)△T=k(F-F0)+(b-hα)(T-T0)式中：Lm—被测结构物的位移量，单位为mm。注：VWM型振弦式多点位移计中的敏感测量元件，与固定机架的材料线膨胀系数极为接近，试验所得其温度修正系数b甚小，由此一般计算可用公式为：Lm=k△F-hα△T=k(F-F0)-hα(T-T0)126安装与埋设6.1前期准备安装埋设前应将多点位移计进行统一编号建档，每套多点位移计要有一个埋设点编号，每支位移传感器要有一个测点号。记录各埋设点传感器的出厂编号，以及各测点连接测杆的长度(根据测点深度)。每套多点位移计出厂时，观测电缆的长度根据客户的需要配置，用户需根据现场情况自行决定是否接长电缆。136.2多点位移计的组装（标准配置）6.2.1位移传感器和基座多点位移计出厂时传感器以及护管和护管连接座均已安装就位在基座上，观测电缆也已接好，安装埋设时只需连接测杆、护管、锚头等附件即可使用。14位移传感器与安装基座的组装示意图OOBOA156.2.2测杆、护管、锚头等附件安装前应首先核对设计测量点数及各点深度，根据各测点的测量深度配备不锈钢测杆(￠6)和PVC护管(￠16)的长度。测杆分为：0.5米、1米、1.5米三种长度，一般以1.5米的测杆为主，0.5米和1米的测杆用于调配测杆总长度。护管为1.5米标准长度，客户安装时可自由裁成需要的长度。多点位移计组装时首先分别将各点第一节测杆和传感器拉杆连接，当各点第二节测杆与第一节测杆连接完成后，穿入各点第一节护管，护管的一头插入护管连接座，另一头与下一节护管连接，其后套入分配盘。依次连接各点的测杆和护管到各自规定的长度为止(测杆比护管长一点)。测杆和测杆连接用测杆接头连接旋紧，护管和护管连接用护管接头带PVC胶连接牢固。当各点测杆和护管接长到规定的长度后，分别安装护管密封头和锚头。护管密封头穿过测杆，外圆处涂PVC胶插入护管尾部固定。锚头直接旋在测杆尾部即可使用。16测杆和测杆护管与传感器的连接示意图BOAPVC17测杆及锚头和护管及密封头的组装(a)测杆护管的连接方法(b)锚头\测杆及测杆接头\护管\密封头的连接方法PVC护管测杆接头测杆密封头O型密封圈锚头PVC护管PVC护管PVC护管接头186.2.3分配盘和自锁扎带分配盘固定在距安装基座0.5米左右处，其作用是在孔口将测杆和护管分配在规定的位置上，以便于传感器和安装基座的就位以及测杆的灵活移动。自锁扎带的作用是使组装好的护管和测杆能集中，接长后不扭曲或交错在一起。同时也有利于多点位移计在入孔就位时测杆不会散开，减少与孔壁间的摩擦便于安装就位。安装时应每隔约2米左右距离，将测杆护管(包括排气管)等排列整齐，用自锁扎带捆扎在一起。19定位盘、自锁扎带的使用(a)定位盘的使用方法(a)自锁扎带的使用方法自锁扎带定位盘206.2.4观测电缆多点位移计在出厂时已配备了一定长度的观测电缆，电缆长度通常根据客户的要求配备。观测电缆与传感器电缆的连接采用接线端子连接的方法，出厂时已连接好。在工地现场如需检查线路或更换传感器只要打开护罩即可操作。多点位移计安装完成后，请用读数仪读取各支传感器的读数，调整传感器的初始值(也就是确定传感器的拉压范围)，确认无安装错误或没有需要调整的部件后再封口灌浆。21观测电缆的连接示意图AAA-A1234567891010芯观测电缆接线端子(按接线表连接）10芯电缆芯线屏蔽线接在一起传感器电缆芯线10芯观测电缆传感器电缆接线端子22多点位移计标准配置(4点)的接线表：测点号端子号10芯电缆芯线传感器电缆芯线1#1红色长线1#传感器红色线2红色短线1#传感器黑色线2#3黑色长线2#传感器红色线4黑色短线2#传感器黑色线3#5蓝色长线3#传感器红色线6蓝色短线3#传感器黑色线4#7黄色长线4#传感器红色线8黄色短线4#传感器黑色线温度9白色线4#传感器白色线10绿色线4#传感器绿色线屏蔽11屏蔽线4个测点屏蔽线并接23测点数测杆埋设孔径传感器护管埋设孔径传感器护管埋设孔径深度2点￠90￠110≥3803点￠90￠110≥3804点￠90￠110≥3805点￠110￠125≥3806点￠110￠140≥3808点￠125￠150≥3806.2.5多点位移计安装适用孔径多点位移计测量点数的多少诀定了埋设所需钻孔孔径的大小，多点位移计基座地面安装埋设适用孔径和深度表如下。多点位移计基座地下安装埋设请自定孔径和深度。多点位移计基座地面安装埋设适用孔径表：246.3多点位移计的埋设多点位移计的埋设分为正向埋设和反向埋设(见图甲)。多点位移计出厂时传感器固定在基座上是以正向埋设方式装配的，此时传感器露出基座上边的部分(X)处在最高位，传感器拉杆量程(Y)处于最大量程位置(见图乙)。25多点变位计的安装埋设示意图甲电缆带护管的测杆带护管的测杆测杆锚头测杆锚头灌浆管排气管传感器装置混凝土衬砌灌浆管水泥砂浆水泥砂浆混凝土墩台传感器装置护罩电缆排气管反向安装正向安装26多点位移计基座部分出厂装配示意图乙护罩安装基座观测电缆传感器护管护管连接座传感器接线端子后接圈传感器拉杆XY测杆接头276.3.1正向埋设多点位移计的正向埋设如图甲所示，包括垂直向下埋设、倾斜向下埋设。正向埋设：多点位移计出厂都是按正装配置排列传感器，仪器安装埋设完成至灌浆前测杆处于悬挂状态，由于测杆自重将会使传感器拉杆位移(Y)处在最大量程位置。当仪器安装完成测杆锚头灌浆凝固后，需要调整传感器初始值。拧开护罩顶端的螺母，打开护罩将固定每支传感器的M5内六角螺栓(基座侧面)松开，推动传感器到合适的位置(自定传感器的拉压范围)，此时X和Y同步变化，调整完毕后拧紧M5内六角螺栓固定住传感器即可正常工作。286.3.2反向埋设多点位移计的反向埋设如图二所示，包括垂直向上埋设、倾斜向上埋设、水平埋设。反向埋设：多点位移计出厂都是按正装配置排列传感器的，所以反向埋设时首先需拧开护罩顶端的螺母，打开护罩将固定传感器的M5内六角螺栓(基座侧面)松开，将位移传感器在基座上边的部分(X)调整到底位，并将传感器的拉杆(Y)收到底位(利用测杆调整），拧紧螺栓固定住传感器即可安装埋设。当测杆锚头灌浆凝固后，需要调整传感器初始值。拧开护罩顶端的螺母，打开护罩将固定传感器的M5内六角螺栓(基座侧面)松开，使用细钢丝利用传感器后接圈上的￠3横孔拉动传感器到合适的位置(自定传感器的拉压范围)，此时X和Y同步变化，调整完毕后再拧紧M5内六角螺栓固定住传感器即可正常工作。29传感器位置(X)和测杆量程(Y)在安装埋设前参数和安装埋设后调整初始读数时传感器位置(X)和测杆量程(Y)变化量参数对照表如下：注:△Y为传感器调整初始读数时拉杆量程Y的变化量；当Y变大时△Y为正值,当Y变小时△Y为负值。埋设方向埋设前\后传感器型号X(mm)Y(mm)正向埋设前安装VWD-100120最大量程VWD-5060最大量程VWD-2024最大量程埋设后调整VWD-100X=120+△YY+△YVWD-50X=60+△YY+△YVWD-20X=24+△YY+△Y反向埋设前安装VWD-1000最小量程VWD-500最小量程VWD-200最小量程埋设后调整VWD-100X=0+△YY+△YVWD-50X=0+△YY+△YVWD-20X=0+△YY+△Y306.3.3通气管和灌浆管多点位移计正向埋设(向下)：排气管从多点位移计安装基座旁边引出，排气管伸进孔内1-2米即可。灌浆管也是在多点位移计安装基座的旁边伸进钻孔内，一般直通到孔底，深度达到测杆锚头的下部。多点位移计反向埋设(向上)：排气管应与测杆一起安装，其长度应比最长的测杆锚头长出20cm以上，以保证注浆时空气能完全排出。灌浆管在多点位移计安装基座旁边伸进孔内，其深度伸进孔内1～2米即可。排气管采用小口径无接头能承受一定压力的长塑料硬管为宜。316.3.4灌浆多点位移计安装就位后应尽快灌浆，以防孔中有破碎岩石掉块或泥沙固结从而影响灌浆的顺利进行。灌浆过程中排气管内会不断有空气排出，当排气管中开始回浆时表明灌浆已满。此时，可拆除灌浆设备，堵住灌浆管和排气管。由于多点位移计安装有正向埋设和反向埋设之分，因此灌浆也分为孔口灌浆和孔底灌浆两种方式。32多点位移计安装埋设完成，并砂浆凝固后应及时进行测量，并根据仪器编号记录各测点传感器的读数，以便于作为调整初始读数的依据。安装埋设过程中应严格保护好仪器的观测电缆，安装埋设完成后做好电缆的保护。7测量338验收与保管用户开箱验收仪器，应先检查仪器的数量(包括附件)及出厂检验合格证等是否与装箱清单相符。开箱后每套多点位移计应先用100V兆欧表量测观测电缆的绝缘电