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主營產(chǎn)品： 食品安全檢測儀，土壤養(yǎng)分檢測儀，水質(zhì)在線檢測，氣象環(huán)境檢測 |
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*部分 HM-CXZ測斜儀總論
HM-CXZ測斜儀是專門用于巖土地基位移測量的儀器。適用于各種巖土地基橫向位移的測量，如水利庫壩、堤防、巖土邊坡、城市建設(shè)地基基坑開挖、打樁、鐵路、 公路交通邊坡、煤田、礦井、電力建設(shè)以及各種地下結(jié)構(gòu)工程的內(nèi)部水平位移的測量。測斜對于工程建設(shè)的安全施工和*穩(wěn)定性檢測都是十分必要的。對于城市建 設(shè)，由于深層土體位移可以反映支護結(jié)構(gòu)位移和應(yīng)力變化，周圍建筑設(shè)施的安全狀況，即能夠綜合反映基坑形狀而日益受到重視，許多地方已經(jīng)制訂或正在制訂有關(guān) 規(guī)范，明確規(guī)定：在較大深基坑施工中必須進行深層基坑水平移的監(jiān)測。
以下章節(jié)將對cx系列測斜儀系統(tǒng)的組成、工作原理、性能指標(biāo)、數(shù)據(jù)處理、使用方法、常見故障、調(diào)整方法以及維護保養(yǎng)、保修等事項做較詳細(xì)的介紹。
1.2HM系列測斜儀各組成部分的功能
1.2.1測頭（探頭）
測頭是測斜儀的核心，是測量的敏感部，是測試數(shù)據(jù)的來源之處。測斜儀測試的準(zhǔn)確度取決于測頭可能的測試準(zhǔn)確度。測斜測頭中，核心部分是加速度傳感器。加速度傳感器也可以稱為角度傳感器。目前應(yīng)用于測斜儀中的傳感器以伺服加速度計的靈敏度和精度zui高。
1.2.2測讀儀
測讀儀是HM系列測斜儀數(shù)據(jù)輸出的二次儀表，實現(xiàn)測頭數(shù)據(jù)的接收、顯示和輸出。HM智能測斜儀的測讀儀面板介紹如下：
根據(jù)HM系列測斜儀的不同型號，測讀儀分為直讀式和存儲式。直讀式是指測試的數(shù)據(jù)由測試者通過測讀儀的顯示屏直接人工讀取數(shù)據(jù)，并進行人工處理。存儲式是指現(xiàn)場測試的數(shù)據(jù)，通過測讀儀上的按鍵將數(shù)據(jù)存儲在測讀儀的存儲器中，不需要人工讀數(shù) ，存儲的數(shù)據(jù)通過電纜送入計算機中，由測斜儀軟件進行數(shù)據(jù)的處理，包括各種數(shù)據(jù)表格和有關(guān)的曲線。測讀儀使用可充電電池供電，此蓄電池同時也為測頭供電。
1.2.3傳輸電纜
傳輸電纜是把測頭與測讀儀連接起來的傳輸線。由于電纜上有長度標(biāo)記，因此，既可以將測讀儀中的電源傳輸?shù)綔y頭中的傳感器上。測頭的信號傳輸?shù)綔y讀儀中，也可以從電纜的標(biāo)志上讀出測孔的深度。
1.2.4充電器
充電器用來給測讀儀中的蓄電池充電，以保證測斜儀每天至少可以有6個小時的連續(xù)工作時間。為了第二天的使用，需要重新充電。目前使用的國產(chǎn)電池，一般允許充電500次。
1.2.5通訊電纜
通訊電纜是在數(shù)據(jù)處理時，將測讀儀與計算機相連接，在軟件的支持下，實現(xiàn)將測讀儀中存儲的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C中，從而進行數(shù)據(jù)的處理。
1.2.6計算機（用戶自備）
計算機用來進行數(shù)據(jù)的接收、處理。可以對數(shù)據(jù)進行修改，可以進行單個數(shù)據(jù)進行修改，也可以對整列數(shù)據(jù)通增加一個常數(shù)，也可以對整列通乘一個常數(shù)。數(shù)據(jù)處理后，可以得到原始數(shù)據(jù)、處理結(jié)果表、深度-位移曲線、位移速度-時間曲線。
1.2.7測斜管（用戶自購）
測 斜管用來將測頭按一定的方向?qū)氡粶y巖土體的預(yù)測深度處，兩段測斜管的連接處應(yīng)對準(zhǔn)導(dǎo)槽，使測頭的導(dǎo)入平穩(wěn)自然。測斜管的質(zhì)量直接影響到測試的精度。目前 國內(nèi)的測斜管有兩種：塑料管和鋁合金管，鋁合金管質(zhì)量好，導(dǎo)槽規(guī)矩，扭曲相對小，同樣的測斜儀，工地實際測試精度高，但價格要相對地貴，塑料管與鋁合金管 相比，恰好相反。
1.3性能指標(biāo)
1.3.1測頭
a. 傳感器靈敏度：0.02 mm/8〃
b. 標(biāo)度因數(shù) ：2.5±0.01v/g
c. 導(dǎo)輪間距：500 mm
d. 測頭尺寸：Φ32 mm×660 mm
1.3.2測讀儀
a. 數(shù)據(jù)顯示 4 1/2位液晶顯示數(shù)據(jù)
b. 內(nèi)部電源：1.2v×4可充電電池；容量7Ah
c.充電電源：交流220v，50Hz輸出直流7伏
d.測讀儀尺寸：680 mm×109 mm×250 mm
1.3.3工作時間
當(dāng)給蓄電池充滿電之后（注意：對于新電池，*使用時，應(yīng)反復(fù)放電二、三次，才能使蓄電池充滿），可以使測斜儀連續(xù)工作6小時以上。
1.3.4測量范圍
測斜儀測量范圍：±50度。
1.3.5綜合誤差
每25米深度的測量誤差不超過±4 mm。
1.3.6絕緣度：電纜各芯線之間和各芯線與外殼之間的絕緣度應(yīng)不低于50ΜΩ,否責(zé)會出出信號不穩(wěn)定。
1.3.7工作溫度：﹣10℃至50℃。
耐水壓：7.845*105pa至9.806*105pa（相當(dāng)水深80m至100m的壓力）
2.1測頭
測 頭是測斜儀的核心，是測試信號的來源處，測頭中采用石英撓性伺服加速度計作為傳感器，當(dāng)測頭處于豎直狀態(tài)時，傳感器的敏感軸處于零位，此時的輸出信號值稱 為零偏，一般情況下，零偏總是存在的：為了消除零偏的影響，采取正反兩次測試，取其代數(shù)和，作為一個方向上的測試結(jié)果。現(xiàn)在采取如下直角坐標(biāo)系
在實際測試時，為了適應(yīng)一般的習(xí)慣，根據(jù)測頭的規(guī)定，建議用戶將測頭高輪對準(zhǔn)南或東，作為測試的正方向。
當(dāng)測頭的敏感軸與基準(zhǔn)軸（地球的重力軸）有一個角度時，測頭中的加速度計即有一個輸出值，以下式表示：
U1﹦A﹢KGsinθ………………1-2.1
式中：A ---加速度計的偏值（零偏）
K ---加速度計的標(biāo)度因數(shù)
G ---地球重力加速度
θ---傾角
為了消除加速度計零偏的影響，在測試時一般都采用正反兩次測試，比如在東西方向上進行測試，可以先測試東方向上的數(shù)據(jù)，記作U1式1-2.1，再時行西方向上的測試，計作U2式1-2.2
U2﹦A﹢KGsinθ………………1-2.2
將式1-2.1減去1-2.2得到式1-2.3
U1﹣U2﹦2KGsinθ………………1-2.2
從圖2.2可以看出sinθ﹦△11/L 1-2.4
|
式中L……導(dǎo)輪輪距500mm
θ---傾斜角
從1-2.4式可以得到
對于一個測孔，在確定的方向上，各點測試位移的總和為
計算示例見表1-2.1
2.2測讀儀
HM-CXZ測讀儀是存儲式測讀儀，是測斜儀的二次儀表。存儲量50個測孔、4個測試方向、每個孔深135米的信號。顯示輸出測試數(shù)據(jù)、為測頭提供電源、通過通信電纜、將測試數(shù)居傳送到計算機中，從而計算機中按程序進行數(shù)據(jù)處理。
組成有液晶顯示器，單片機、存儲器、操作控制電路、可充電電池、電源轉(zhuǎn)換器、補償電路等。
測讀儀的組成和各部分的功能詳見1.2.2節(jié)
使用方法：打開電源開關(guān)，開機后，按測試鍵，測讀儀進入工作狀態(tài)。按功能鍵，面板上的箭頭將順序指向孔號、方向或測試點號。每次進行測試前，都必須對測孔號、方向和測試點號進行選擇，這樣將要存儲的數(shù)據(jù)才能存入的位置。
該數(shù)據(jù)處理成果表屬數(shù)據(jù)處理的一個重要部分，列出該表的另一個目的是為用戶展示數(shù)據(jù)處理方法，供用戶對照數(shù)據(jù)處理方法。
表1-2.1數(shù)據(jù)處理成時果表
深度m 初測值 0測值 180測值 差值 變化值 位移值mm
0.5 -1276 -636 639 -1275 1 3.80
1.0 -1307 -655 656 -1311 -4 3.79
1.5 -1333 -699 672 -1341 -8 3.83
2.0 -1333 -668 672 -1340 -3 3.91
………………………………………………………………….
29.5 -341 -170 172 -342 -1 -0.12
30.0 -522 -258 259 -517 5 -0.11
30.5 -478 -241 241 -482 -4 -0.16
31.0 -491 -245 248 -493 -2 -0.12
31.5 -530 -266 270 -536 -6 -0.10
32.0 -539 -268 272 -540 -1 -0.04
32.5 -557 -278 282 -560 -3 -0.03
注：a.從測讀儀上讀取數(shù)據(jù)時，不讀小數(shù)點，只讀有效數(shù)據(jù)
b．表中的數(shù)據(jù)除了深度的單位是米，位移的單位是毫米，其它數(shù)據(jù)均為測讀儀上顯示的數(shù)據(jù)。
4. 精度分析
測斜儀的精度主要取決于測頭的測理精度、測讀儀的轉(zhuǎn)換精度、數(shù)據(jù)處理的正確性、測斜管的質(zhì)量以及使用中的問題，比如：測頭導(dǎo)輪的晃動和轉(zhuǎn)動是否靈活等。下表列出HM系列測斜儀的與美國SINCO公司測斜儀性能的比較。
表1-3.1CX系列測斜儀與美國SINCO公司測斜儀性能的比較
測斜儀 指標(biāo) 類別 | HM系列測斜儀 | 美國SINCO測斜儀 |
靈敏度 | ±0.02mm/500mm | ±0.02mm/500mm |
系統(tǒng)綜合誤差 | ±4mm/25m | ±6mm/30m |
量程 | 00-500 | 00-530 |
導(dǎo)輪間距 | 500mm | 500mm |
測頭尺寸 | Φ32×660mm | Φ25.4×660mm |
測頭重量 | 2.5kg | 1.8kg |
溫度 | -15℃-50℃ | -18℃-40℃ |
耐水壓 | 9.806×105Pa 水深100m | 29.418×105Pa 水深300m |
數(shù)據(jù)顯示 | 4.5位液晶顯示 | 4.5位液晶顯示 |
記錄方式 | 存儲式 | 存儲式 |
第二部分 數(shù)據(jù)采集
在進入現(xiàn)場測試之前，應(yīng)當(dāng)對測斜儀進行檢查，確保儀器正常工作。
方法如下：
1.1儀器檢查
1.1.1將測頭、電纜和測讀儀連接好并打開測讀儀上的開關(guān)，按測試鍵，使測斜儀正常工作。
1.1.2將測頭豎直放，沿著由4個導(dǎo)輪組成的平面，傾斜測頭，當(dāng)測頭朝高輪方向慢慢傾斜時，測讀儀上顯示的數(shù)據(jù)為正并逐步增大，直至1.9999，在繼續(xù)增大傾角時，測讀儀顯示將超出量程，出現(xiàn)＞＞＞符號，反之，將測頭朝低輪方向慢慢傾斜時，數(shù)據(jù)為負(fù)，且當(dāng)傾斜角增大時，數(shù)據(jù)也在增大，直至-1.9999后，再增大傾角時，也將超出量程，出現(xiàn)＞＞＞符號。
1.1.3將測頭放入豎進測試導(dǎo)管中，觀察屏幕上顯示數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，如果在幾分鐘之內(nèi)，數(shù)據(jù)跳動更大，數(shù)據(jù)跳動在2-3個字范圍，就認(rèn)為數(shù)據(jù)穩(wěn)定，如果數(shù)據(jù)跳動更大，需要較長時間的觀察，判斷數(shù)據(jù)不穩(wěn)定；當(dāng)認(rèn)為數(shù)據(jù)是穩(wěn)定的，記錄屏幕上的讀數(shù)U1，將測頭從測試導(dǎo)管中提出，調(diào)轉(zhuǎn)1800，當(dāng)數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，記錄讀數(shù)U2。當(dāng)調(diào)轉(zhuǎn)1800后，為了使點號快速回“1”可長按▼鍵。
1.1.4測量測讀儀內(nèi)部電池電壓
按“切換”按鈕，屏幕上將顯示要測的電池電壓，如果電壓低于4.6V,說明電壓不足，可能要維持較長時間的測試會有問題，應(yīng)考慮是否充；一般情況下，使用前一天，應(yīng)當(dāng)有效充電15-17個小時以上。在滿足以上情況下，就認(rèn)為儀器可以進行現(xiàn)場實際測試工，在不出現(xiàn)損壞的情況下，出現(xiàn)數(shù)據(jù)的不正常，應(yīng)當(dāng)首先考慮與測斜儀以外的其它因數(shù)，如測斜管的質(zhì)量、埋設(shè)狀況或有無異物、電纜是否扭繞等因數(shù)。
2.1準(zhǔn)備工作
連接測斜儀，將測頭、電纜和測讀儀，打開測讀儀上的開關(guān)，并進入測試狀態(tài)，以保護測頭中的傳感器，增加抗沖擊的能力。用扳手將測頭的連接器、適當(dāng)擰緊，防止松動。
a測試方向的確定
根據(jù)工程情況的分析，確定要測試的方向數(shù)，一般要測試一個方向或二個方向，用東-西向，或南-北向代表一個方向測試正反兩次，目的是消除零位差。測試方向確定后，建議將高輪對準(zhǔn)可能傾的方向既測試的正方向進行測試，此次記錄時應(yīng)在方向東或方向南的指示下記錄,記錄完畢后,然后反轉(zhuǎn)180度在方向西或方向北下記錄,以便繪圖時，符合一般的坐標(biāo)習(xí)慣。軟件在計算時將東和南作為A0,西和北作為A180.東西和南北只作為測孔的方向標(biāo)識,測量時可以與實際方位不*.
b.位移計算方法
巖土內(nèi)部們移的計算方法分為正序和倒序，即從地面向深處計算為正序，從深處向地面計算為倒序，一般情況下，倒序計算時，需要將測管深入至不變的基礎(chǔ)處,如巖石處.正序時,測斜管口處的方位,需要使用經(jīng)緯儀等儀器對不同時間的確切位置進行確定，以便對測試結(jié)果時行修正。
C 將測讀儀上的孔號、方向選好，光標(biāo)處于點號處，將測頭按選定的方向，如倒序算法，慢慢放入所需深度，等數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，按存儲鍵，聽到響聲后，該點數(shù)據(jù)已存儲，點號數(shù)自動加一，此時將測頭往上提高一個標(biāo)志，即0.5米，待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，按存儲鍵，當(dāng)聽到響聲后，第二點數(shù)據(jù)就已存儲，依此類推，直至孔口:將測頭提出，轉(zhuǎn)動180度，再放入測孔底部，如前做法，測試各點數(shù)據(jù)，此時要注意，間距與0度測試的要相同。
d 如果需要還可以測試其它方位的數(shù)據(jù)。
e 改換測試孔，同樣首先要選擇號、方向和點號，再進行測試。
2.2 數(shù)據(jù)傳輸
當(dāng)一天測試工作結(jié)束后，利用軟件，將測讀儀中存儲的數(shù)據(jù)傳送到計算機中，進行數(shù)據(jù)處理。
第三部分 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)使用說明
第四部分 使用后的保養(yǎng)
1 保持清潔：當(dāng)每天使用測斜儀后，應(yīng)當(dāng)清理測斜儀上的泥沙等污物，吹干后，上潤滑油，避免生銹，一旦生銹后應(yīng)當(dāng)及時除銹；需要注意的是，在給輪軸上潤滑油，不要給傳輸信號的接頭針或孔上涂油 ，以免影響導(dǎo)電性能。
測斜儀屬于精密儀器，應(yīng)當(dāng)輕拿輕放，特別是測頭，測頭中的傳感器是石英撓性伺服加速度計，耐沖擊100g，在受到硬的撞擊時，就可能損壞傳感器。
運輸
在運輸過程中包括汽車、飛機、火車等，只要將測頭放入測頭盒中扣緊，一般不會造成損壞。
2 電池的保養(yǎng)
測斜儀使用的電池是鎘鎳蓄電池，使用7AH容量電池，廠家規(guī)定，壽命為500次充放電，*使用時，要充放電2-3次，方可充滿電。使用大于400ma電流充電15小時以上，可以使用戶在工地連續(xù)工作6個小時以上。
當(dāng)測斜儀不使用時，為了不損壞電池，應(yīng)當(dāng)隔半個月，進行一次充電，*不充電可能告宬電池的損 壞。
3常見故障以及修理
3.1常見故障及原因
常見故障 | 可能的常見原因 |
顯示器無信號 | 電池電壓低，或電池?fù)p壞，檢查供電電路是否開路 |
沒有數(shù)據(jù)顯示 | 信號傳輸電路不通，測頭損壞 |
顯示的數(shù)據(jù)太大或固定不變 | 測頭中傳感器損壞或供電電壓不正常 |
顯示的數(shù)據(jù)時有時無 | 信號傳輸通路接觸不良 |
“正”“負(fù)”方向測試數(shù)據(jù)差別太大（在室內(nèi)短測試管中） | 測斜儀參數(shù)變化，應(yīng)時行不對稱性調(diào)整 測斜管埋設(shè)不良，管中有異物、因電纜盤繞、使測頭受到扭轉(zhuǎn)力矩 |
“正”“負(fù)”方向測試數(shù)據(jù)差別太大（在工地測試管中） 數(shù)據(jù)不穩(wěn)定（在室內(nèi)短管中） | 測頭中傳感器受潮，電纜絕緣性差，測讀儀電壓低，受潮 |
傳輸給計算機的數(shù)據(jù)少于測讀儀中存儲的數(shù)據(jù) | 傳輸數(shù)據(jù)后，沒有掛斷計算機，測讀儀中存儲的數(shù)據(jù)出現(xiàn)了“？”應(yīng)另存“？”所在位置的數(shù)據(jù)后，在傳輸 |
充不上電 | 電池?fù)p壞，充電器工作不正常，保險絲開路。 |
測斜儀工作時間短 | 充電時間短，一般充電時間不應(yīng)少于15小時 |
3.2修理
一般情況下，用戶在有一定儀表修理基礎(chǔ)的情況下，可以根據(jù)幫障情況仔細(xì)進行修理，對于沒有修理基礎(chǔ)的使用者，是認(rèn)真讀說明書，仔細(xì)修理不可盲目修理，以免造成更大的損壞。
測斜儀和其它儀表一樣，需要定期檢定（率定），一般一年一次，檢定時，主要是對測頭的靈敏度、標(biāo)度因數(shù)、零偏、正反性不對稱性電纜絕緣度等時行檢定和調(diào)整。
第五部分 交付與驗收
1.交付驗收
檢驗是生產(chǎn)單位，在產(chǎn)品完成裝配、調(diào)試后，由質(zhì)量管理部門依據(jù)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進行檢測，合格后，開據(jù)合格證，交付驗收是在檢驗的基礎(chǔ)上交付給用戶的一種驗收。驗收內(nèi)容如下表所示：
| 內(nèi)容名稱 | 合格參考標(biāo)準(zhǔn) |
1 | 外觀 | 無損傷，無銹蝕 |
2 | 電纜絕緣電阻 | 兩兩接線之間絕緣電阻應(yīng)大于50ΜΩ |
3 | 數(shù)值穩(wěn)定性 | 測頭放在無震動的測管中或地上，測讀認(rèn)錯上數(shù)值變化不超過4個字 |
4 | 數(shù)值變化規(guī)律 | 將測頭豎直立放，在4個輪子的平面內(nèi)，沿高輪方向傾斜，數(shù)值為正，由0到-1.9999變化，更大的傾斜將超量程（見圖5-1） |
5 | 不對稱性 | 出廠時一般小于10個字 |
廠家對產(chǎn)品實行一年保修，在一年之內(nèi)心因質(zhì)量問題造成的故障，由廠家免費維修或更換，凡因使用不當(dāng)造成的故障，實行有償維修，測頭中的傳感器是石英薄片，耐沖擊100g，超過時，就可能造成損壞，因此，需要輕拿輕放。
測頭上的導(dǎo)輪、電池、電纜上的標(biāo)記不在保修范圍。電纜在使用中避免扭轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)時除了影響測試精度外，可能造成導(dǎo)線斷開，也可能造成接頭中進水，造成數(shù)據(jù)不穩(wěn)定。
