1、地址：北京市丰台区丰台科技园航丰路号 302 室电话：18920961101 传真：010-63780622邮箱： 网址：Bsil-C12B 固定式水平测斜（沉降）仪安装使用手册（REV A,3/05）北京 SOIL 仪器有限公司_地 址：北京市丰台区丰台科技园航丰路 9 号 302 室 电 话：18920961101邮 编：100071 传 真：010-63780622网 址： 电子邮箱：Bsil-C12B 型固定式水平沉降仪安装使用手册 1目 录1. 介绍 .21.1. 沉降仪传感器原理 22. 安装 .22.1 初步检验 22.2 Bsil-C12B 组装 32.3 连接集线箱或数据采
2、集系统 43. 读数 .43.1 数据采集系统读数 .43.2 RB500 读数仪 .43.3 温度测量 .44. 数据处理 .54.1. 沉降计算 54.2. 温度修正 54.3. 偏移量（扰度）计算 64.4. 环境因素 65. 故障排除 .6附录 A- 技术指标 .7A.1.MEMS 传感器 7A.2.热敏电阻(参见附录 B).8附录 B- 半导体温度计温度推导公式 .9附录 C- 电缆连接 10Bsil-C12B 型固定式水平沉降仪安装使用手册 21. 介绍Bsil-C12B 固定式（水平）沉降仪设计用于长期监测大坝、基础墙、回填料等类似建筑结构的沉降变形。仪器的基本原理是利用在建筑物
3、内部钻孔，将倾斜仪传感器装入标准的测斜管中，以测量建筑物或结构内部的沉降状态。在钻孔内安装多只倾斜仪可以更加准确的监测建筑物或构筑物内部的变形情况，见图 1。图 1 Bsil-C12B 传感器示意图1.1. 沉降仪传感器原理传感器内有 1 组 MEMS（微型机电系统）传感器密封在壳体内部。传感器上部有一个安装支架，可与滑轮组件固定。一个滑轮为定滑轮（固定轮） ，另一个滑轮具有弹性，保证传感器在有凹槽的测斜管内位置居中，并可沿测斜管滑动，且不会整体旋转。传感器下端有一个突出的部件，可与连接杆固定。电缆由测斜管的管口引出。仪器内部装有热敏电阻，用以测量温度。2. 安装2.1 初步检验标准系统 传感
4、器在安装之前应进行检验。每只传感器都有一张率定表，表上给出了输出电压与倾角之间的关系。将传感器电缆接入数据采集系统，或 Bsil-TLT1 读数仪（见第 3 节） 。红与黑组连接杆Bsil-C12B 型固定式水平沉降仪安装使用手册 3导线为电源输入，黑（B）与白（ A）为电压输出。通过改变传感器位置粗略观察传感器读数是否正常，传感器应该有稳定的读数。温度电缆为绿与黑一组导线，可以通过欧姆表来测量电阻，对比表 B-1 查出温度值，以确定环境温度。或直接使用 Bsil-1-RO-VW-3 读数仪测量温度。绝缘性能也可通过欧姆表来测量，绿与黑导线之间的电阻在 25时应为 3000（见表 B-1） 。
5、任何导线与外壳之间的电阻应大于 2 兆欧。图 2 Bsil-C12B MEMS 固定式水平沉降仪安装示意图2.2 Bsil-C12B 组装Bsil-C12B MEMS 型固定式水平沉降仪安装时应安装于标准测斜管（两队凹槽）中垂直的凹槽中。1第一只传感器按下面步骤安装：将第一段连接管接到底部滑轮组件（不带万向节装置）上，这段管的长度以设计的尺寸为准（某些情况下，两根以上的管可用连接件连在一起） 。用配套的螺丝、螺母连接安装，并在螺纹连接处滴一滴 “Loctite（乐泰）271”螺纹锁固剂（需另购） ，将安装好的螺丝锁紧。注意：连接管公差要紧密配合。若螺丝不能通过连接处，要用钻扩孔。所有滑轮组件中
6、的固定轮均应在测斜管的下部。然后将第一只传感器与连接管组装到一起（螺纹上使用螺纹锁固剂） ，安装时应保证传感器标有“”号的方向在测斜管中应向上。然后将传感器与一个中间滑轮（带有万向节）组装到一起（螺纹上使用螺纹锁固剂） 。2仪器装好后，即可推入测斜管，建议使用安全绳。如使用，将安全绳的一端固定在底部滑轮与连接杆的连接部位。建议在仪器的滑轮轴承上涂抹适量机油，以保证滑轮灵活转动。Bsil-C12B 型固定式水平沉降仪安装使用手册 4滑轮应在测斜管中垂直方向的凹槽中，并且固定轮应在测斜管的下部。如果滑轮方向有偏差，应及时进行调整。安全绳可保证仪器组装过程需要调整或后期仪器需要回收时，可将传感器安全
7、的拉出。3. 第二只传感器的安装。根据设计要求的长度，将下一根连接管组装到已经安装好的中间滑轮组上。然后按顺序组装第二只传感器以及第二个中间滑轮。组装方法同上。组装时使用螺螺纹锁固剂锁固螺栓。注意传感器的带有“” 号的方向向上；滑轮组的固定轮方向向下；滑轮应对准测斜管垂直方向的凹槽。4.组装过程中，用尼龙绑扎丝将电缆固定在连接管上。避免相互缠绕。记录每个位置所安装传感器的编号。5.当最后一只传感器及滑轮组装完成并推入测斜管后，可用管口装置将系统固定。安全绳可以固定在管口附近或其它位置，电缆可引入测量单元。注意对电缆及安全绳的保护。系统装好后，即可测量并记录初始读数，建议让系统稳定几个小时再测量
8、记录初始读数。2.3 连接集线箱或数据采集系统人工读数可使用 Bsil-TLT1 读数仪。电缆可接入集线箱，以通过集线箱进行仪器的切换，也可接入数据采集系统。接线时参考附录 C 的接线方法。3. 读数3.1 数据采集系统读数通常情况下，采集系统可自动对测斜仪进行连续测量。3.2 RB500 读数仪Bsil-TLT1 读数仪设计用于野外人工读取测斜仪数据，此读数仪没有存储功能。适合用于不需连续监测的情况，也适用于安装期间或在自动采集系统没有组建时使用。按照 Bsil-TLT1 读数仪接线板端子的标记单独接入传感器即可。参考附录 C。3.3 温度测量温度的变化对 MEMS 传感器的影响极小，通常可
9、以忽略不计。如果发生温度对倾斜仪的Bsil-C12B 型固定式水平沉降仪安装使用手册 5测量产生影响时，可通过测量每只测斜仪的工作温度来消除。因此，每只测斜仪都装有热敏电阻用于测量温度，以消除温度的影响。1) 测量温度时，可用欧姆表连接热敏电阻的电缆（由于温度变化时，热敏电阻阻值变化非常大，因此电缆电阻通常可忽略） 。2) 温度可以通过电阻阻值对应表 B-1 查出，也可根据 B-1 提供的公式计算得出。也可使用 Bsil-1-RO-VW-3 读数仪来直接测量并显示温度值。4. 数据处理4.1. 沉降计算MEMS 传感器的输出电压与水平方向倾角的正弦成比例。在15 度，传感器的最大输出电压大约为
10、4V。Bsil-TLT1 读数仪显示的电压是以 2：1 的方式显示输出的，6155 型倾斜仪在15时对应的输出电压为4V，对应在 Bsil-TLT1 读数仪上将显示为 2V。因此当使用 Bsil-TLT1 型读数仪读数时，其读数应取 2 倍。Bsil-TLT1 读数仪 A 或 B 通道的读数“R”与倾角 “”之间的关系入下： =Sin 1(RG) 或 Sin = RG公式 1 倾角与电压换算.这里“R” 是测量得到的电压值；使用 Bsil-TLT1 读数仪时，R=2R C,RC 为在 Bsil-TLT1 上获取的读数。“G”是率定表中给出的仪器系数。注意：因是关心的是倾度变化，在倾角为较小的零
11、读数可忽略。4.2. 温度修正Bsil-C12B 型测斜仪的输出量随温度的变化通常很小：温度每升高 1C，读数减少0.0005V。因此，温度的修正可用下述公式： Sin温度修正 = R+0.0005(T1-T0)G （度）公式 2 倾斜计算的温度修正通常情况下，温度的变化非常小，可不考虑温度修正。如果要求精度较高，可用公式“R+0.0005（T 1-T0）”代替公式4中的 “R”。另外，温度的突变还可能引起结构以及测斜仪的突变，这将在读数上显现出来。因此，应始终记录仪器的温度并做比较，并且尽量在仪器和结构处于温度平衡时读数，最佳监测时间是傍晚或清晨的几个小时内。Bsil-C12B 型固定式水平
12、沉降仪安装使用手册 64.3. 偏移量（扰度）计算顶部偏移量等于各段偏移量的总和。每一段的偏移量可通过 Lsin计算得出。这里 L 是两只传感器之间的长度，是这段传感器测得的垂直面方向的偏移角度。将每段的偏移量累加，即得出测斜管末端的偏移量（如图 3，通常由孔口向钻孔末端累加） 。即：图 3 沉降间隔D5 =L1sin1+L2sin2+L3sin3 +L4sin4+L5sin5公式 3 沉降计算如果忽略温度修正，则D5 =G1L1R1+G2L2R2+G3L3R3+G4L4R4+G5L5R5偏差变化 D 为：Dn=GnLnRn公式 4 沉降量（垂直位移）计算4.4. 环境因素安装测斜仪是为了监测
13、测现场条件，对于影响这些条件的因素都要进行观测、记录。有时一点小变化可能对于检测的结构特征产生重要影响，也可能是对潜在问题的早期征兆。以下是其中一些因素，但不仅限于此：暴风、降雨、潮汐或水库水位、开挖与填筑、交通、温度、大气压变化、周围建筑人员活动、季节变化等。5. 故障排除Bsil-C12B 型测斜仪的维护和故障排除仅限于电缆连接的定期检查和终端的维护，传感器本身是密封的，不能打开检查。如果有问题，查看下列问题及解决方法，如果仍有问题，咨询厂家帮助解决。症状：测斜仪读数不稳 附近是否有电噪源？大多数电噪源可能来自发动机，电动机，电焊机以及大功率的无线电天线。将电缆挖沟埋设并做金属网屏蔽，可适
14、量消除电噪影响。也可利用手动读数仪读数。Bsil-C12B 型固定式水平沉降仪安装使用手册 7 读数仪是否与另外一只仪器接在一起？如果不是，可能是读数仪电池电压低或者出现了故障。症状 : 没有读数 电缆是否被剪切或被压断？这可以使用欧姆表来测量电缆阻值。热敏电阻25时电阻应该为3000欧姆. 记住要加上电缆的电阻(22AWG绞合铜芯导线电阻大约为14.72 /1000英尺或48.52/km ). 阻值很高兆欧）或无穷大，电缆极可能有断路. 阻值很低（20或接近零，电缆可能有短路） 读数仪是否与另外一只仪器接在一起？如果不是，可能是读数仪出现了故障.症状 : 热敏电阻组值过高 . 是否断路? 检
15、查所有连接、终端和插头。 症状 : 热敏电阻阻值太低 . 是否短路? 检查所有连接、终端和插头。 测斜仪或电缆可能进水，有可能无法补救。附录 A- 技术指标A.1.MEMS 传感器型号: Bsil-C12B量程: 15灵敏度: 1 6 弧秒, (0.03mm/m)精度 0.1% FS线性: 0.2%F.S (在+/- 5 度时), 0.5% FS (在+/- 10 度时).十字轴灵敏度 4%温度漂移: - 0.5 弧秒/工作温度 -40 +85 CBsil-C12B 型固定式水平沉降仪安装使用手册 8工作电压 标准 12 VDC5VDC 0.25VDC传感器输出量: 4VoltsF.S耐冲击:
16、 20kg热敏电阻: 3000 时为 25oC传感器直径: 32 mm, (1.250“).长度: 187 mm,(7.375“).重量: 0.7 kg. (1.5 lbs.).材料: 304 不锈钢电缆: 3 组 (共 6 芯线) 24 AWG屏蔽线, 绝缘电缆, 标准直径=6.3 mm (0.250“)表 A-1 Bsil-C12B EMES 传感器技术指标注:1 对于最好的结果要用一台 4位的高精度（0.02）数字电压表。取平均值将得到约 2弧秒的分辨率A.2.热敏电阻(参见附录 B)温度范围：80150精度：0.5Bsil-C12B 型固定式水平沉降仪安装使用手册 9附录 B- 半导体
17、温度计温度推导公式半导体温度计类型：YSI 44005,Dale1C3001-B3,Alpha13A3001-B3电阻转化为温度的公式： TABLnRC1273()().公式 B1 半导体温度计阻值-温度换算关系这里： T摄氏温度LnR =阻值的自然对数A=1.405110-3(在-50+150 范围内计算有效)B=2.36910-4C=1.01910-7电阻() 温度 电阻() 温度 电阻() 温度 电阻() 温度 电阻() 温度201.1K -50 16.60K -10 2417 30 525.4 70 153.2 110187.3K -49 15.72K -9 2317 31 507.8
18、 71 149.0 111174.5K -48 14.90K -8 2221 32 490.9 72 145.0 112162.7K -47 14.12K -7 2130 33 474.7 73 141.1 113151.7K -46 13.39K -6 2042 34 459.0 74 137.2 114141.6K -45 12.70K -5 1959 35 444.0 75 133.6 115132.2K -44 12.05K -4 1880 36 429.5 76 130.0 116123.5K -43 11.44K -3 1805 37 415.6 77 126.5 117115.4
19、K -42 10.86K -2 1733 38 402.2 78 123.2 118107.9K -41 10.31K -1 1664 39 389.3 79 119.9 119101.0K -40 9796 0 1598 40 376.9 80 116.8 12094.48K -39 9310 1 1535 41 364.9 81 113.8 12188.46K -38 8851 2 1475 42 353.4 82 110.8 12282.87K -37 8417 3 1418 43 342.2 83 107.9 12377.66K -36 8006 4 1363 44 331.5 84
20、105.2 12472.81K -35 7618 5 1310 45 321.2 85 102.5 12568.30K -34 7252 6 1260 46 311.3 86 99.9 12664.09K -33 6905 7 1212 47 301.7 87 97.3 12760.17K -32 6576 8 1167 48 292.4 88 94.9 12856.51K -31 6265 9 1123 49 283.5 89 92.5 12953.10K -30 5971 10 1081 50 274.9 90 90.2 13049.91K -29 5692 11 1040 51 266.
21、6 91 87.9 13146.94K -28 5427 12 1002 52 258.6 92 85.7 13244.16K -27 5177 13 965.0 53 250.9 93 83.6 13341.56K -26 4939 14 929.6 54 243.4 94 81.6 13439.13K -25 4714 15 895.8 55 236.2 95 79.6 13536.86K -24 4500 16 863.3 56 229.3 96 77.6 13634.73K -23 4297 17 832.2 57 222.6 97 75.8 13732.74K -22 4105 18
22、 802.3 58 216.1 98 73.9 13830.87K -21 3922 19 773.7 59 209.8 99 72.2 13929.13K -20 3748 20 746.3 60 203.8 100 70.4 14027.49K -19 3583 21 719.9 61 197.9 101 68.8 14125.95K -18 3426 22 694.7 62 192.2 102 67.1 14224.51K -17 3277 23 670.4 63 186.8 103 65.5 14323.16K -16 3135 24 647.1 64 181.5 104 64.0 1
23、4421.89K -15 3000 25 624.7 65 176.4 105 62.5 14520.70K -14 2872 26 603.3 66 171.4 106 61.1 14619.58K -13 2750 27 582.6 67 166.7 107 59.6 14718.52K -12 2633 28 562.8 68 162.0 108 58.3 14817.53K -11 2523 29 543.7 69 157.6 109 56.8 14955.6 150表 B-1 半导体温度计阻值-温度对照表Bsil-C12B 型固定式水平沉降仪安装使用手册 10附录 C- 电缆连接红线 = 12 V 直流电源（）（红）黑 = 接地（）=白 = A 轴信号（）（白）黑 = A 轴接地（）=绿 = B 轴信号（）（绿）黑 * = B 轴接地（）裸线 = 屏蔽注意：在单轴传感器中，绿色与黑色组导线一般用于测量热敏电阻。如有必要最好人工测量，或单独接入数据采集系统。
