四川葛南儀器
VWPD型振弦式揚壓力計適用于長(cháng)期布設在水工建筑物的測壓管內,測量測壓管內揚壓力的變化量,并可同步測量埋設點(diǎn)的溫度。
本使用說(shuō)明僅適用于本公司(四川葛南儀器有限公司)生產(chǎn)的VWPD型振弦式揚壓力計,其中包括有VWPD1.6、VWPD2.5、VWPD4、VWPD6、VWPD12等系列型號。
1用途
VWPD型振弦式揚壓力計適用于長(cháng)期布設在水工建筑物的測壓管內,測量測壓管內揚壓力的變化量,并可同步測量埋設點(diǎn)的溫度。振弦式揚壓力計全不銹鋼結構,30mm的外徑,可方便的放置在含直徑40mm以上的測壓管內。振弦式揚壓力計具有智能識別功能。
2規格及主要技術(shù)參數
規格代號 |
VWPD-1 |
VWPD-2 |
VWPD-4 |
VWPD-6 |
VWPD-8 |
VWPD-10 |
VWPD-12 |
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尺寸 參數 |
最大外徑D, mm |
30 |
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長(cháng)度L, mm |
118;170 |
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性能 參數 |
測量范圍, KPa |
0~160 |
0~250 |
0~400 |
0~600 |
0~800 |
0~1000 |
0~1200 |
最小讀數k, KPa/F |
≤0.064 |
≤0.10 |
≤0.16 |
≤0.24 |
≤0.32 |
≤0.40 |
≤0.48 |
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測量精度, %F.S |
±0.1 |
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溫度測量范圍, ℃ |
-25~+80 |
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溫度測量精度, ℃ |
±0.5 |
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溫度修正系數b, KPa/℃ |
≈0.12 |
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耐水壓 |
測量范圍1.2倍;≥1MPa |
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絕緣電阻, MΩ |
≥50 |
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執行 |
國標 GB/T 3411.1-2009 |
非直線(xiàn)度≤2.0%F.S;不重復度≤0.5%F.S;滯后≤1.0%F.S;綜合誤差≤2.5%F.S |
3.2工作原理
當被測水壓荷載作用在揚壓力計上時(shí),將引起彈性膜板的變形,其變形帶動(dòng)振弦轉變成振弦應力的變化,從而改變振弦的振動(dòng)頻率。電磁線(xiàn)圈激振振弦并測量其振動(dòng)頻率,頻率信號經(jīng)電纜傳輸至讀數裝置,即可測出水荷載的壓力值。同時(shí)可同步測出埋設點(diǎn)的溫度值。
VWPD型振弦式揚壓力計采用外殼接地及電纜雙絞線(xiàn)屏蔽,有效地提高了儀器抗干擾和防雷擊的能力。
3.3計算方法:
a) 當外界溫度恒定,揚壓力計僅承受水荷載時(shí),其壓力值P與輸出的頻率模數△F具有如下線(xiàn)性關(guān)系:
P = k△F
△F = F0 - F
式中: k — 揚壓力計的測量靈敏度,單位為KPa/F ;
△F — 揚壓力計基準值相對于實(shí)時(shí)測量值的變化量,單位為F;
F — 揚壓力計的實(shí)時(shí)測量值,單位為F;
F0 — 揚壓力計的基準值,單位為F。
b) 當作用在揚壓力計上水荷載恒定,而溫度增加△T,此時(shí)揚壓力計有一個(gè)輸出量△F′,這個(gè)輸出量?jì)H僅是由溫度變化而造成的,因此在計算時(shí)應給以扣除。
實(shí)驗可知△F′與△T具有如下線(xiàn)性關(guān)系:
P′= k△F′+ b△T = 0
k△F′= -b△T
△T = T - T0
式中 :b — 揚壓力計的溫度修正系數,單位為KPa /℃;
△T — 溫度實(shí)時(shí)測量值相對于基準值的變化量,單位為℃;
T — 溫度的實(shí)時(shí)測量值,單位為℃;
T0 — 溫度的基準值,單位為℃。
c) 當揚壓力計受到水荷載和溫度的雙重作用時(shí),若大氣壓力有較大變化時(shí),應予以修正。揚壓力計的一般計算公式為:
Pm = k△F + b△T = k(F0 - F) + b(T - T0) + (Q0-Q)
式中:Pm — 被測滲透(孔隙)水壓力量,單位為KPa;
Q0— 大氣壓力測量基準值,單位為KPa;
Q — 大氣壓力實(shí)時(shí)測量值,單位為KPa。
4埋設與安裝
4.1揚壓力計預飽和
水壓是穿過(guò)透水環(huán)后作用在揚壓力計的感應膜上的,如果透水環(huán)與感應膜前的儲水腔沒(méi)有充滿(mǎn)水(含有氣泡),將會(huì )造成揚壓力計測值的嚴重滯后。所以安裝前必須將透水環(huán)擰下放在水中浸泡半小時(shí),透水環(huán)擰回前先將感應膜前的儲水腔注滿(mǎn)水,透水環(huán)擰回揚壓力計時(shí)進(jìn)水口應朝上,以免腔內水流出。
4.2埋設安裝
埋設時(shí)應首先確保揚壓力計進(jìn)水口的暢通,防止泥漿堵塞進(jìn)水口。為使測量高程定位可靠,應用不銹鋼絲繩吊住儀器尾部,固定于井口。
4.3測試基準值
揚壓力計測量并計算出的水壓強值是一個(gè)相對基準值的變化量,所以基準值取的準確與否,將直接影響到測值的準確性。
將準備好的揚壓力計放入測壓管內,直至浸入水中。同溫兩個(gè)小時(shí)后可進(jìn)行測量,每隔5分鐘測一次頻率和溫度,連續兩次測值相同,即儀器與水已經(jīng)同溫。將揚壓力計拎出水面,讓儀器處于剛好出水面的位置。這時(shí)測量?jì)x器的頻率和溫度,此測值可作為儀器的基準值。 為使基準值取的更準確,可將以上操作進(jìn)行兩次,如果兩次測值基本相同(誤差≤0.5%F.S),基準值取值正確。
揚壓力計在監測過(guò)程中,如測量值出現誤差,可用以上方法重新測試基準值。
注:按水壓來(lái)表示時(shí)1米水柱 = KPa/9.81
5 操作與使用方法
5.1測量
測量振弦式揚壓力計先將測量線(xiàn)連接VW-102型振弦讀數儀,將各色夾子對應連接上揚壓力計的輸出電纜,黑、紅測頻率,白、綠測溫度。振弦式揚壓力計內附有智能識別芯片,其內存貯有該滲壓計的編號、系數K、溫度修正系數b等信息。用讀數儀測量時(shí)會(huì )自動(dòng)將識別信息讀出,順序存入讀數儀內,通訊給計算機,方便快速統計計算及查詢(xún),使測量實(shí)現人工智能無(wú)紙化操作。
工程現場(chǎng)多支揚壓力計電纜被意外挖斷,用讀數儀測量一遍,自動(dòng)識別出每支揚壓力計所對應的編號及身份信息。
5.2傳感器故障排查
當振弦式揚壓力計測量出現故障時(shí),可用萬(wàn)用表檢查傳感器芯線(xiàn)間的電阻值,其正常狀況紅、黑芯線(xiàn)電阻值通常為600Ω左右;綠、白芯線(xiàn)電阻值在溫度25℃時(shí)應為3kΩ左右;紅、黑線(xiàn)對綠、白線(xiàn)或對屏蔽線(xiàn)(裸線(xiàn))間絕緣電阻值應﹥50MΩ(測量絕緣電阻時(shí)可使用100V 直流兆歐表,萬(wàn)用表測量絕緣電阻應用MΩ檔,其值應為無(wú)窮大∞)。
5.3電纜故障排查
振弦式揚壓力計電纜接長(cháng)通常用型號為YSPT-4水工專(zhuān)用觀(guān)測電纜,其電纜電阻值約為45Ω/km左右。
5.3.1 用萬(wàn)用表測量(黑、紅芯線(xiàn))的電阻值:正常情況為600Ω左右,再加上電纜電阻值。
a) 如果電阻測值正常,可能滲壓計損壞或進(jìn)水;
b) 如果電阻測值非常大或無(wú)窮大,電纜可能斷路;
c) 如果電阻測值非常小,電纜可能是短路;
其表現為讀數儀測量不出頻率值。
5.3.2 用萬(wàn)用表測量(白、綠芯線(xiàn))的電阻值:正常情況在溫度25℃時(shí)應為3kΩ左右,再加上電纜的電阻。
a) 如果電阻測值正常,請檢查讀數儀及其測量連接線(xiàn);
b) 如果電阻測值非常大或無(wú)窮大,電纜可能是斷路;
c) 如果電阻測值非常小,電纜可能短路。
其表現為讀數儀測量不出溫度值。
5.3.3 用100V 直流兆歐表或萬(wàn)用表測量揚壓力計芯線(xiàn)(紅、黑線(xiàn)對地線(xiàn),白、綠線(xiàn)對地線(xiàn),紅、黑線(xiàn)對白、綠線(xiàn))的電阻,其測值如果很小(﹤5MΩ),可能電纜接頭進(jìn)水短路。
其表現為讀數儀測量正常,MCU-32自動(dòng)測量單元測量頻率值可能會(huì )引起測值不穩,測量溫度值將比正常值偏低10~20℃左右。
5.4 讀數儀測值不穩
a) 將屏蔽線(xiàn)并接到讀數儀測量線(xiàn)的黑線(xiàn)夾子上;
b) 可能電纜接頭處進(jìn)水,將其剪掉,重新連接;
c) 確定揚壓力計的頻率范圍,正確選擇讀數儀的激勵類(lèi)型;
d) 確定揚壓力計的電阻基值,正確選擇讀數儀的電阻基值;
e) 檢查附近是否有干擾源,如電機、發(fā)電機、天線(xiàn)或交流動(dòng)力電纜,遠離上述干擾源。
5.5 其它
振弦式揚壓力計安裝就位前、后應及時(shí)測量頻率和溫度值,根據揚壓力計編號和設計編號作好記錄并存檔,特別注意保護揚壓力計信號引出電纜。
銷(xiāo)售服務(wù)熱線(xiàn):13990288886