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四川葛南仪器

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振弦式扬压力计
    发布时间: 2017-11-18 18:28    


VWPD型振弦式扬压力计适用于长期布设在水工建筑物的测压管内,测量测压管内扬压力的变化量亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,并可同步测量埋设点的温度亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页。

  本使用说明仅适用于本公司(四川葛南仪器有限公司)生产的VWPD型振弦式扬压力计,其中包括有VWPD1.6亚博2021最新版-首页、VWPD2.5、VWPD4亚博2021最新版-首页、VWPD6亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页、VWPD12等系列型号亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页。
 
1用途
 
VWPD型振弦式扬压力计适用于长期布设在水工建筑物的测压管内亚博2021最新版-首页,测量测压管内扬压力的变化量,并可同步测量埋设点的温度亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页。振弦式扬压力计全不锈钢结构亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,30mm的外径亚博2021最新版-首页,可方便的放置在含直径40mm以上的测压管内亚博2021最新版-首页。振弦式扬压力计具有智能识别功能。
 
2规格及主要技术参数

规格代号

VWPD-1

VWPD-2

VWPD-4

VWPD-6

VWPD-8

VWPD-10

VWPD-12

尺寸

参数

最大外径D亚博2021最新版-首页,       mm

30

长度L亚博2021最新版-首页,             mm

118;170

性能

参数

测量范围,         KPa

0160

0250

0400

0600

0800

01000

01200

最小读数k亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,       KPa/F

≤0.064

≤0.10

≤0.16

≤0.24

≤0.32

≤0.40

≤0.48

测量精度亚博2021最新版-首页,         %F.S

±0.1

温度测量范围亚博2021最新版-首页,     

-25+80

温度测量精度亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,     

±0.5

温度修正系数b亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页, KPa/

≈0.12

耐水压

测量范围1.2倍亚博2021最新版-首页;≥1MPa

绝缘电阻亚博2021最新版-首页,        MΩ

≥50

执行

国标 GB/T 3411.1-2009

非直线度≤2.0%F.S亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页;不重复度≤0.5%F.S亚博2021最新版-首页;滞后≤1.0%F.S;综合误差≤2.5%F.S

               注: ①F.S表示满量程输出亚博2021最新版-首页;超量程为允许额定测量范围的1.2倍内亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页。
                      ②频率模数F=Hz2×10-3亚博2021最新版-首页;F为频率模数值(Hz^2)/1000亚博2021最新版-首页;例:4593.7F=2143.3Hz^2/1000
                      ③1米水柱 = 9.81 KPa亚博2021最新版-首页;例:监测库水位在30米范围亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,建议选择0~400kpa测量范围亚博2021最新版-首页。
                      ④1000Kpa=1Mkpa;例:设计监测范围为1Mkpa亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,即为0~1000kpa亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页。
   
3结构及工作原理
 
3.1结构
 
VWPD型振弦式扬压力计由透水环、感应膜、密封壳体,信号传输电缆亚博2021最新版-首页、振弦及激振电磁圈等组成亚博2021最新版-首页。


 3.2
工作原理
 
当被测水压荷载作用在扬压力计上时,将引起弹性膜板的变形亚博2021最新版-首页,其变形带动振弦转变成振弦应力的变化亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,从而改变振弦的振动频率亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页。电磁线圈激振振弦并测量其振动频率亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,频率信号经电缆传输至读数装置亚博2021最新版-首页,即可测出水荷载的压力值亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页。同时可同步测出埋设点的温度值亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页。
 
VWPD型振弦式扬压力计采用外壳接地及电缆双绞线屏蔽亚博2021最新版-首页,有效地提高了仪器抗干扰和防雷击的能力亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页。
 
3.3计算方法:

   a) 当外界温度恒定亚博2021最新版-首页,扬压力计仅承受水荷载时亚博2021最新版-首页,其压力值P与输出的频率模数△F具有如下线性关系:

       P = kF

      △F = F0 - F

     式中: k — 扬压力计的测量灵敏度,单位为KPa/F 亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页;

        △F — 扬压力计基准值相对于实时测量值的变化量亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,单位为F亚博2021最新版-首页;

          F — 扬压力计的实时测量值亚博2021最新版-首页,单位为F亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页;

         F0 — 扬压力计的基准值,单位为F亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页。
   
b) 当作用在扬压力计上水荷载恒定亚博2021最新版-首页,而温度增加△T亚博2021最新版-首页,此时扬压力计有一个输出量△F′亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,这个输出量仅仅是由温度变化而造成的亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,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:

       P= kF+ bT = 0

     kF= -bT

      △T = T - T0

     式中 :b — 扬压力计的温度修正系数亚博2021最新版-首页,单位为KPa /℃亚博2021最新版-首页; 
        
T — 温度实时测量值相对于基准值的变化量亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,单位为℃亚博2021最新版-首页;

           T — 温度的实时测量值亚博2021最新版-首页,单位为℃亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页;

           T0 — 温度的基准值亚博2021最新版-首页,单位为℃亚博2021最新版-首页。

  c) 当扬压力计受到水荷载和温度的双重作用时亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,若大气压力有较大变化时,应予以修正。扬压力计的一般计算公式为:

       Pm = kF + bT = k(F0 - F) + b(T - T0) + (Q0-Q)

  式中:Pm — 被测渗透(孔隙)水压力量,单位为KPa亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页;

       Q0— 大气压力测量基准值,单位为KPa亚博2021最新版-首页;

       Q — 大气压力实时测量值,单位为KPa亚博2021最新版-首页。
 4埋设与安装
  4.1扬压力计预饱和
  水压是穿过透水环后作用在扬压力计的感应膜上的,如果透水环与感应膜前的储水腔没有充满水(含有气泡)亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,将会造成扬压力计测值的严重滞后。所以安装前必须将透水环拧下放在水中浸泡半小时,透水环拧回前先将感应膜前的储水腔注满水,透水环拧回扬压力计时进水口应朝上,以免腔内水流出亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页。
  4.2埋设安装
  埋设时应首先确保扬压力计进水口的畅通亚博2021最新版-首页,防止泥浆堵塞进水口。为使测量高程定位可靠亚博2021最新版-首页,应用不锈钢丝绳吊住仪器尾部,固定于井口。
  4.3测试基准值
  扬压力计测量并计算出的水压强值是一个相对基准值的变化量,所以基准值取的准确与否亚博2021最新版-首页,将直接影响到测值的准确性亚博2021最新版-首页。
  将准备好的扬压力计放入测压管内亚博2021最新版-首页,直至浸入水中。同温两个小时后可进行测量亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,每隔5分钟测一次频率和温度,连续两次测值相同亚博2021最新版-首页,即仪器与水已经同温亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页。将扬压力计拎出水面亚博2021最新版-首页,让仪器处于刚好出水面的位置。这时测量仪器的频率和温度亚博2021最新版-首页,此测值可作为仪器的基准值。   为使基准值取的更准确亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,可将以上操作进行两次亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,如果两次测值基本相同(误差≤0.5%F.S)亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,基准值取值正确亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页。
  扬压力计在监测过程中,如测量值出现误差亚博2021最新版-首页,可用以上方法重新测试基准值亚博2021最新版-首页。
  注:按水压来表示时1米水柱 = KPa/9.81

  5 操作与使用方法
 
5.1测量
 
测量振弦式扬压力计先将测量线连接VW-102型振弦读数仪亚博2021最新版-首页,将各色夹子对应连接上扬压力计的输出电缆亚博2021最新版-首页,黑亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页、红测频率亚博2021最新版-首页,白亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页、绿测温度。振弦式扬压力计内附有智能识别芯片亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,其内存贮有该渗压计的编号亚博2021最新版-首页、系数K亚博2021最新版-首页、温度修正系数b等信息亚博2021最新版-首页。用读数仪测量时会自动将识别信息读出亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,顺序存入读数仪内,通讯给计算机亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,方便快速统计计算及查询亚博2021最新版-首页,使测量实现人工智能无纸化操作亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页。
   工程现场多支扬压力计电缆被意外挖断亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,用读数仪测量一遍亚博2021最新版-首页,自动识别出每支扬压力计所对应的编号及身份信息。
   5.2传感器故障排查
   当振弦式扬压力计测量出现故障时亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,可用万用表检查传感器芯线间的电阻值亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,其正常状况红、黑芯线电阻值通常为600Ω左右亚博2021最新版-首页;绿、白芯线电阻值在温度25℃时应为3kΩ左右亚博2021最新版-首页;红、黑线对绿亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页、白线或对屏蔽线(裸线)间绝缘电阻值应﹥50MΩ(测量绝缘电阻时可使用100V 直流兆欧表亚博2021最新版-首页,万用表测量绝缘电阻应用MΩ档亚博2021最新版-首页,其值应为无穷大∞)亚博2021最新版-首页。
   5.3电缆故障排查
   振弦式扬压力计电缆接长通常用型号为YSPT-4水工专用观测电缆,其电缆电阻值约为45Ω/km左右亚博2021最新版-首页。
   5.3.1 用万用表测量(黑亚博2021最新版-首页、红芯线)的电阻值:正常情况为600Ω左右亚博2021最新版-首页,再加上电缆电阻值。
       a) 如果电阻测值正常亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,可能渗压计损坏或进水亚博2021最新版-首页;
       b) 如果电阻测值非常大或无穷大,电缆可能断路亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页;
       c) 如果电阻测值非常小,电缆可能是短路;
   其表现为读数仪测量不出频率值亚博2021最新版-首页。
   5.3.2 用万用表测量(白亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页、绿芯线)的电阻值:正常情况在温度25℃时应为3kΩ左右亚博2021最新版-首页,再加上电缆的电阻。
       a) 如果电阻测值正常,请检查读数仪及其测量连接线;
       b) 如果电阻测值非常大或无穷大亚博2021最新版-首页,电缆可能是断路亚博2021最新版-首页;
       c) 如果电阻测值非常小亚博2021最新版-首页,电缆可能短路亚博2021最新版-首页。
          其表现为读数仪测量不出温度值亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页。
   5.3.3 用100V 直流兆欧表或万用表测量扬压力计芯线(红亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页、黑线对地线亚博2021最新版-首页,白、绿线对地线,红亚博2021最新版-首页、黑线对白亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页、绿线)的电阻亚博2021最新版-首页,其测值如果很小(﹤5MΩ)亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,可能电缆接头进水短路亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页。
   其表现为读数仪测量正常亚博2021最新版-首页,MCU-32自动测量单元测量频率值可能会引起测值不稳亚博2021最新版-首页,测量温度值将比正常值偏低10~20℃左右亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页。
   5.4 读数仪测值不稳
       a) 将屏蔽线并接到读数仪测量线的黑线夹子上亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页;
       b) 可能电缆接头处进水亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,将其剪掉,重新连接;
       c) 确定扬压力计的频率范围,正确选择读数仪的激励类型亚博2021最新版-首页;
       d) 确定扬压力计的电阻基值亚博2021最新版-首页,正确选择读数仪的电阻基值;
       e) 检查附近是否有干扰源,如电机亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页、发电机亚博2021最新版-首页、天线或交流动力电缆亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,远离上述干扰源亚博2021最新版-首页。
   5.5 其它
   振弦式扬压力计安装就位前、后应及时测量频率和温度值,根据扬压力计编号和设计编号作好记录并存档亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,特别注意毖遣?021最新版-首页;?span style="font-family: 宋体;">扬压力计信号引出电缆。

安全监测仪器术语定义
 频率模数:振弦式传感器的测量单位之一亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,为输出信号频率平方的千分之一(f2/1000)亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,以kHz2表示。
  起始值:仪器在现场零荷载下的测值亚博2021最新版-首页。
 初始值:仪器安装后,在既定荷载下亚博2021最新版-首页,安装影响消除后的测值亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页。
 基准值:相对于荷载条件的计算起点的测值亚博2021最新版-首页。
 满量程:仪器标称范围两极限之差的模亚博2021最新版-首页,以FS表示亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页。例如,对从-10V~+10V的标称范围亚博2021最新版-首页,其量程为20V亚博2021最新版-首页。
       振弦式传感器工作特性所决定的最大输出频率的平方和最小输出频率的平方的代数差亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页。
       以频率模数(输出频率的平方除以1000)为输出量的振弦式传感器,其满量程输出可表征为其最大输出频率模数和最小输出频率模数的代数差。
 分辨力:在测量范围内,振弦式传感器所能感测的被测量的最小变化值亚博2021最新版-首页,以满量程输出百分比表示亚博2021最新版-首页。
 滞后:振弦式传感器在输入量作满量程变化时亚博2021最新版-首页,对于同一输入量亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,传感器的正亚博2021最新版-首页、反行程输出量的最大偏差,以满量程输出百分比表示亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页。
 不重复度:振弦式传感器在一段时间间隔内亚博2021最新版-首页,在相同的工作条件下亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,输入量从同一方向作满量程变化,多次趋近并到达同一校准点时所测量的一组输出量之间的分散程度亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,以满量程输出百分比表示。
 非线性度:振弦式传感器正 亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页、反行程实际平均特性曲线相对于参比直线的最大偏差,用满量程输出的百分比来表示亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页。
 综合误差:振弦式传感器进程平均校准曲线和回程平均校准曲线二者与工作直线的最大偏差亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,用满量程输出的百分比来表示亚博2021最新版-首页;该误差是反映振弦式传感器的综合性能指标。

扬压力计安装:参见《四川葛南仪器有限公司 VWPD型振弦式扬压力计产品使用说明书》
    4.2.3 测压管中安装
    在介质渗透系数较大部位(如土石坝坝体)的渗透水压力监测亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页、混凝土坝的扬压力监测以及大坝两岸的绕坝渗流监测等亚博2021最新版-首页,通常采用测压管配渗压计(扬压力计)监测亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页。将渗压计直接吊装在测压管中,渗压计距测压管孔底距离为 50~100cm亚博2021最新版-首页。测压管制作亚博2021最新版-首页、安装亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页、透水试验以及有压亚博2021最新版-首页、无压亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页、人工对比等参照渗压计制作相关规范。










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