XB338-2型 

滑動式測斜儀

一、用途

XB338-2型智能數(shù)顯滑動式測斜儀是以進(jìn)口敏感元件為測斜裝置，與XB338型智能數(shù)顯測斜儀表組成測斜系統(tǒng)。其內(nèi)部是以伺服（即力平衡式）為基礎(chǔ)的測量系統(tǒng)，其特點(diǎn)精度高、穩(wěn)定性好、分辨率高，廣泛用于以觀測土石壩、建筑物基坑、堤防、地下建筑工程、巖石邊坡港務(wù)工程等土體內(nèi)部的水平位移變化。是需要觀測測量工程中必要的精密測量儀器。

二、主要性能技術(shù)指標(biāo)。

測量范圍：0～±53°（與地垂線的夾角）

分辯率：0.0004°

系統(tǒng)精度:≤ 0.01mm/500mm

系統(tǒng)總精度：≤±2mm/30m

線性：±0.025%(30°以內(nèi))                                                                                                                                                          

重復(fù)性：±0.025%

導(dǎo)輪間距基準(zhǔn)：500mm

測桿尺寸：φ30×660mm

測桿重量：2.35kg

儀表重量：1.5kg（包括可充電電池）

電源消耗：100mA（不使用背光燈）可連續(xù)使用30小時(shí)

130mA（使用背光燈）可連續(xù)使用20小時(shí)

數(shù)據(jù)分組：01-50組

斷電數(shù)據(jù)：保存時(shí)間10年

使用環(huán)境：-20℃～60℃

抗    滲: 300m(防水防震)

抗    震:50000g(敏感軸方向,其中g(shù)為1個(gè)單位的重力加速度)

三、工作原理

在巖土工程領(lǐng)域，測斜儀主要用于測量土體運(yùn)動，諸如：可能產(chǎn)生在不穩(wěn)固邊坡（滑坡）或挖方過程中周圍的側(cè)向運(yùn)動等。也可用來監(jiān)測堤壩、芯墻的穩(wěn)定性，打樁或鉆孔的布置和偏差，以及在回填、筑堤和地下儲罐中土體的沉陷等。

所在這些場合，通常要安裝一根測斜管，將其安裝在地下的鉆孔內(nèi)或?qū)⒐軡仓诨炷恋慕Y(jié)構(gòu)中，也可將管埋在筑堤之中。該測斜管有四個(gè)槽口，用于固定便攜式測斜儀探頭的滑輪。探頭連在和讀數(shù)儀相連的電纜的一端，用于觀測與測斜相關(guān)聯(lián)的豎直（或水平）傾斜量，并以這種方式測量由土體運(yùn)動所引起的任何傾斜量的變化。

為了獲得安裝測斜管的土體周圍一個(gè)全面的觀測報(bào)告，必須沿測斜管進(jìn)行一系列傾斜測量。常規(guī)的測斜探頭有兩組滑輪，距離相隔0.5米，測試前，先把測管標(biāo)明方向，測桿標(biāo)明A+、A-，使計(jì)算數(shù)據(jù)一致。將探頭放到測斜管底部并開始讀數(shù)。探頭每提升0.5米進(jìn)行讀數(shù)，直到到達(dá)測斜管的頂部，這組讀數(shù)被稱為A+讀數(shù)（正測）。把探頭從套管中取出，旋轉(zhuǎn)180°重新放入測斜管中，方法同上，又可得到另一組數(shù)據(jù)A-讀數(shù)（反側(cè)）。

數(shù)據(jù)處理時(shí)，將上述兩組讀數(shù)（A+、A-）相結(jié)合（將一組數(shù)據(jù)減去另一組數(shù)據(jù)）以此來消除傾角傳感器零飄的影響。測斜儀探頭在豎直位置時(shí)讀數(shù)產(chǎn)生零飄偏差，理想的偏差應(yīng)是零，而實(shí)際上在使用探頭時(shí)，由于傳感器的偏差、滑輪的磨損或者因下落以及和測斜管底部相碰太厲害對傳感器的沖擊所導(dǎo)致有一零飄值。

下次的測斜管觀測數(shù)據(jù)，當(dāng)與原始的觀測數(shù)據(jù)了解相比較時(shí)，就可知測斜管的傾斜量變化和這些變化所引起的位置變化。傾斜量變化分析的最好方式是通過計(jì)算上部滑輪相對于下部滑輪組所產(chǎn)生的傾角（θ）與觀測讀數(shù)間距（L）的水平偏移。在測斜各位置處兩組讀數(shù)（A+、A-）相減就可以得出Sinθ，把這個(gè)值乘以讀數(shù)間距（L）和相應(yīng)的系數(shù)，就得到一個(gè)以工程單位（新北測斜儀器上顯示為mm）輸出的水平偏移。

在數(shù)據(jù)處理的同時(shí)，應(yīng)進(jìn)行數(shù)據(jù)可靠性的分析，通常的分析方法是“查和"，即將兩組讀數(shù)（A+、A-）相加，相加后的由傾斜引起的那部分讀數(shù)被抵消，只留下一個(gè)等于測斜儀傳感器零偏移兩倍的一個(gè)值，在新北軟件中表示為“差值"項(xiàng)，當(dāng)查和值或軟件中“差值"項(xiàng)為常量時(shí)，說明測量的數(shù)據(jù)有較高的可靠性，反之，如果差值出現(xiàn)軟大的變動或突變，說明測量數(shù)據(jù)存在問題，這時(shí)應(yīng)首先檢查測量過程中下列幾個(gè)情況：

1、跳過或重復(fù)讀取下一個(gè)讀數(shù)；

2、讀數(shù)之間，沒有使測斜儀靜置足夠的時(shí)間；

3、探頭、電纜或讀數(shù)裝置故障。這也許是由于震動、受潮、電池缺電、探頭或電纜的開路或短路造成的。

4、不小心地安放滑輪使得探頭滑輪組一次觀測與另一次觀測不在同一位置。

5、將滑輪正好放置在測斜管接頭處，以致讀數(shù)不穩(wěn)定或出錯(cuò)。

四、功能

新北測斜儀適用于測斜探頭輸出電壓為±10V測斜探頭，內(nèi)置20Bit超高分辯率數(shù)模轉(zhuǎn)換器，儀器配置512K存貯器及RS-232和USB電腦接口，隨機(jī)提供的通訊及數(shù)據(jù)處理軟件，供使用微機(jī)與其通訊上載數(shù)據(jù)供進(jìn)一步的分析處理。

儀器帶有內(nèi)置充電電池及防水薄膜面板，便于現(xiàn)場惡劣環(huán)境中使用。

注：開機(jī)后屏幕顯示：新北活動測斜儀。

五、開機(jī)操作

1、開機(jī)前應(yīng)檢查儀器是否與測斜探頭相連，測斜探頭通過連接電纜和輪出插頭，應(yīng)與測斜數(shù)儀面板上標(biāo)有“測斜探頭"的五芯插座相連。

2、按面板上的“開關(guān)"鍵后，儀器顯示“新北活動測斜儀"開機(jī)提示符，稍停片刻，即進(jìn)入測值顯示屏。

Num：01為測孔號，測孔號取值范圍（0-50），每個(gè)測孔號可貯存各個(gè)測量深度的多組測斜數(shù)據(jù)（每組數(shù)據(jù)包括A+讀數(shù)及A-讀數(shù)），使用者應(yīng)注意測孔號與現(xiàn)場測孔原始編號的固定對應(yīng)關(guān)系。

Dep：50.0提示當(dāng)前測斜探頭位置深度，當(dāng)開機(jī)后，儀器顯示予置深度，即測孔設(shè)置深（每個(gè)測孔可設(shè)置不同的深度）。注：定義測斜探頭的底部滑輪軸為標(biāo)記零點(diǎn)。

      ：表示當(dāng)前處于正測過程（即探頭方向與予計(jì)變形的方向一致，稱為A+讀數(shù)）。

      ：表示當(dāng)前處于反測過程（即探頭方向與予計(jì)變形的方向相反，稱為A-讀數(shù)）。

 : 缺電符號，表示機(jī)內(nèi)電池電壓不足，需充電版本的儀器出現(xiàn)缺點(diǎn)符號五分鐘后將自動關(guān)機(jī)。

—017.60mm：當(dāng)前測斜探頭的偏稱值，單位mm（以下公式中符號d表示）。

—0352.00mv：當(dāng)前的電壓值，單位mv（以下公式中符號U表示。）

六、計(jì)算公式及數(shù)據(jù)處理

電壓一位移轉(zhuǎn)換系數(shù)

由于輸出電壓與傾角的正弦成正比。

電壓U=KSinθ（θ為測斜傾角，K為測斜探頭的靈敏度系數(shù)）

測桿輪距     L=500mm

測斜傾角     Sinθ=U/K

偏移量       d=L·Sinθ=(L/K)·U=C·U

C:探頭電壓一位移轉(zhuǎn)換系數(shù)（測斜探頭系數(shù)）

例如：對于K=10000mv/g的測頭

C=L/K=500mm/10000mv=0.05mm/mv

注：（1）以上系數(shù)為輪距=500mm時(shí)計(jì)算結(jié)果。

   （2）由于受新北儀表顯示位數(shù)的限制，電壓一位移轉(zhuǎn)換系數(shù)的最大值為0.4mm/mv。一般均可滿足使用要求。本探頭是0.05mm/mv轉(zhuǎn)換系數(shù)。

累積偏移量

D=∑di=∑c·ui

位移量=累積偏移量-初始偏移量

                            Si=D-D0

2、數(shù)據(jù)處理

有關(guān)“位移"及“差值"的計(jì)算公式。測頭以其導(dǎo)輪沿著測斜管的導(dǎo)槽沉降或提升。測頭的傳感器可以測量管在每一深度處的傾角度，輸出一個(gè)電壓信號在測讀儀面板上顯示出來，測頭測出的信號是以測斜導(dǎo)管導(dǎo)槽為方向基準(zhǔn)，在某一深度處，測頭上下導(dǎo)輪標(biāo)準(zhǔn)間距L上的傾斜角的函數(shù)，該信號可換成水平位移。

以伺服加速度探頭為例，加速度計(jì)敏感軸在水平面時(shí)，矢量g在敏感軸上的投影為零，加速度計(jì)輸出為零，當(dāng)加速度計(jì)敏感軸與水平面存在一個(gè)傾角θ時(shí)，在加速度計(jì)輸出一個(gè)電壓信號。

Uout1=Ko+Kgsinθ                   (1)

式中：K0為加速度計(jì)偏值

      K為加速度計(jì)靈敏度

      g為重力加速度

為了清除Ko的影響，可以將測頭調(diào)轉(zhuǎn)180°。在該點(diǎn)進(jìn)行第二次測量，得

             Uout2=Ko-Kgsinθ                   (2)

（1）—（2）將偏值Ko消去，得差數(shù)

Uout1-Uout2=2Kgsinθ                (3)

（1）+（2）將加速度計(jì)的傾角投影值抵消，只留下偏值的2倍，稱為“差值"，上述方法稱為檢查測斜數(shù)據(jù)質(zhì)量的“差和"方法。

七、測量

（1）輸入并設(shè)定空號：測孔深度、測頭參數(shù)、日期、時(shí)間、存儲器容量等。

（2）連接測斜探頭并通電預(yù)熱。

說明：由于測斜探頭采用高精度的測試元件，開機(jī)通電需要建立穩(wěn)定的熱平衡狀態(tài)。因此在每次進(jìn)行連續(xù)測量工作前，需提前五至十分鐘開機(jī)，否則（在五分鐘前使用）會出現(xiàn)輕微的測量值漂移現(xiàn)象。

（3)讀數(shù)及存貯

     測量過程中注意應(yīng)盡量讀取存貯顯示屏穩(wěn)定的數(shù)據(jù)，當(dāng)探頭移動一個(gè)新的位置應(yīng)使之靜置五至十秒再讀數(shù)。如需存貯可按面板上的存貯按鈕或遙控按鈕，屏幕出現(xiàn)提示：（見圖1）

表示存貯完成。存貯數(shù)據(jù)后，當(dāng)前顯示深度自動減去一個(gè)儀器輪距，提示探頭下一個(gè)位置深度，每一次存貯，即減去一個(gè)儀器輪距，直至當(dāng)前深度至0.5m時(shí)，再按一次存貯鍵，屏幕出現(xiàn)：（見圖2）

表示A+方向測量結(jié)束，這時(shí)應(yīng)及時(shí)將測頭旋轉(zhuǎn)180°慢慢放入測孔底進(jìn)行A-方向的測量，測量過程與A+方向相同，直至屏幕出現(xiàn)Dep:0.5時(shí)（當(dāng)輪距為0.5m時(shí)），再按一次存貯鍵。

表示完成測孔的一次完整的測量。

注：在A+或A-測量過程中如發(fā)生錯(cuò)誤，可以終止測量應(yīng)視為不完整測量，如需繼續(xù)測量應(yīng)及時(shí)關(guān)機(jī)并重新開機(jī)以使儀器運(yùn)行初始化，否則會出現(xiàn)通訊故障。

（4）補(bǔ)測

   儀器提供補(bǔ)測功能，如測量過程中發(fā)現(xiàn)已測量過的某一深度的數(shù)據(jù)或當(dāng)前的數(shù)據(jù)有問題需重測，可按“菜單"鍵進(jìn)入深度修改功能，使用上下鍵，選擇的深度值，并將探頭移至深度再一次按“菜單"鍵進(jìn)入測量狀態(tài)，這時(shí)按“確認(rèn)"鍵重新存貯測量值，儀器將會自動更新存貯器中的數(shù)據(jù)。

八、使用注意事項(xiàng)

（1）由于測斜探頭采用高精度的測試元件，開機(jī)通電需要建立穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。因此在每次進(jìn)行連續(xù)測量工作前，需提前五至十分鐘開機(jī)。

（2）使用中注意測頭正負(fù)方向設(shè)定，改變電壓位稱轉(zhuǎn)換系數(shù)C的正負(fù)號，可改變輸出位移值的正負(fù)。

（3）使用時(shí)應(yīng)特別注意電纜測斜探頭連接凹凸處的兩個(gè)內(nèi)六角螺釘反復(fù)上緊，以防止下管入水測試后六角螺絲熱脹冷縮松動影響測試數(shù)據(jù)，所以測試一井后再緊固內(nèi)六角螺絲一次。

九、測量

1、輸入并設(shè)定測孔號；測控深度、測頭參數(shù)、日期、時(shí)間、存貯器容量等。

2、連接測斜探頭并通電預(yù)熱。

說明：由于測斜探頭采用高精度的敏感元件，開機(jī)通電需要建立穩(wěn)定的熱平衡狀態(tài)。因此在每次進(jìn)行連續(xù)測量工作前，需提至二十分鐘開機(jī)，否則（十分鐘前使用）會出現(xiàn)輕微的測量值漂移現(xiàn)象。

3、有關(guān)測斜探頭操作請?jiān)斠娦卤笔褂檬謨浴?/span>

表示存貯完成。存貯數(shù)據(jù)后，當(dāng)前顯示位置自動遞增一個(gè)儀器輪距，提示探頭一下一個(gè)位置，每一次存貯，即減少一個(gè)儀器輪距，直至當(dāng)前位置至最大深度（MAX），再按一次       ，屏幕出現(xiàn)：

請?jiān)诖颂幖尤霚y量原理等內(nèi)容！?。?/span>

5、面板界面介紹

圖5測斜讀數(shù)儀面板

孔號：需要測量的孔號

深度：需要測量的孔號對應(yīng)的深度

XX mm:  測量的這個(gè)點(diǎn)的位移數(shù)值（這個(gè)點(diǎn)位移的1/2）

XX mV:  傳感器信號電壓

：第一測（正測）

 ：電池電量

5.1、菜單結(jié)構(gòu)

設(shè)置孔號：設(shè)置測試孔編號。

深度間隔：可進(jìn)行每測0.5米、1米和2米的選擇（標(biāo)準(zhǔn)測量為0.5米）。

設(shè)置孔深：設(shè)定每個(gè)測試孔的深度。深度每個(gè)孔測試間隔為0.5米時(shí)最深可以設(shè)置150米。間隔1米時(shí)可以設(shè)置300米。

靈 敏 度：此數(shù)值為出廠標(biāo)定值，測試間隔為0.5米時(shí)，不準(zhǔn)變動此數(shù)值。如果設(shè)置測試間隔為1米時(shí)將此數(shù)值乘以2

初始偏差：此數(shù)值為出廠標(biāo)定。如果正測和反測相差較大時(shí)，可選擇一個(gè)固定的孔深，把正測和反測數(shù)值相加除以2，把得到的這個(gè)數(shù)值在原來的數(shù)值上減去，即可對零偏進(jìn)行修正。

刪除數(shù)據(jù)：可以把讀數(shù)儀里的數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇性刪除。

格式數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)全部刪除。

設(shè)置背光：背光開或關(guān)。

修改時(shí)間：讀數(shù)儀的時(shí)間設(shè)置。

內(nèi)存消耗：查看內(nèi)存剩余量和孔剩余量，總量為50個(gè)孔。

電壓參數(shù)：電池電壓。

固件版本：固件版本號及設(shè)備編號。

5.2、按鍵

l 存儲

存儲數(shù)據(jù)按鈕，如果有外接遙控，可以不使用

l 查看

測量的數(shù)據(jù)可用本機(jī)查看（參照使用中的查看）

l   

選擇孔號、設(shè)定深度和查看數(shù)據(jù)時(shí)選擇孔號。

l   

選擇菜單和查看孔深

l 退出

退出每項(xiàng)菜單選擇

l 確定

每項(xiàng)選擇的進(jìn)入或確定。

5.3、接口

l 測斜探頭

測斜儀和讀數(shù)儀的連接插口。

l 充電接口

用于為讀數(shù)儀充電，。.

l 通信及手持按鍵接口

分別接通信電纜和手持按鍵，用于上傳數(shù)據(jù)和保存數(shù)據(jù)。

6測斜儀的使用：

6.1、儀器的連接

測斜儀的電纜插頭和讀數(shù)儀的測斜探頭連接，測桿和電纜一端的接口連接，用螺絲刀擰緊。打開讀數(shù)計(jì)電源開關(guān)。把測斜儀低導(dǎo)輪朝向基坑方向，放到測斜管內(nèi)，下到最底部。向下放電纜時(shí)，不要讓測斜管和電纜摩擦，以免破壞電纜的標(biāo)記和損壞測斜管。

6.2、儀器的設(shè)置

每個(gè)孔的第一次測量時(shí)，需要設(shè)置孔的深度。步驟如下：

按確認(rèn)鍵進(jìn)入菜單，在“參數(shù)設(shè)置“選擇“孔深度"確認(rèn)，顯示“按確認(rèn)鍵設(shè)置孔深"點(diǎn)擊確認(rèn)“選擇孔號 "設(shè)置孔深（孔深為測斜儀放入測斜管底后，在測斜管內(nèi)離管口最近的標(biāo)記上的標(biāo)記數(shù)）。

6.3、測量

進(jìn)行測量時(shí)用“"或“"按鈕選擇要測量的孔號。選擇完畢后拉動電纜到最近的標(biāo)記，按遙控器（或儲存鍵）進(jìn)行記錄，每拉動一次電纜記錄一次，讀數(shù)儀里的深度會減少一個(gè)測試間隔。當(dāng)測試完最后一個(gè)點(diǎn)時(shí)，讀數(shù)儀顯示“方向1測試完畢"。按動遙控器后“方向1測試完畢"消失。

然后把測斜儀取出，探桿旋轉(zhuǎn)180^o即高導(dǎo)輪朝向基坑方向，放到測斜管底部，再進(jìn)行如上步驟進(jìn)行記錄，當(dāng)測試完最后一個(gè)點(diǎn)時(shí)讀數(shù)儀出現(xiàn)“方向2測試完畢"，按動遙控器后“方向2測試完畢"消失。本測試孔測量完成。

如果進(jìn)行多孔測量，按“"或“"選擇孔號。測量方法如上。在每次測量的第一個(gè)孔時(shí)，應(yīng)該把測斜儀放入測斜管內(nèi)開機(jī)預(yù)熱10分鐘，測量時(shí)數(shù)據(jù)穩(wěn)定時(shí)記錄，這樣測量的數(shù)據(jù)會更準(zhǔn)確。

本設(shè)備最多可以存儲50個(gè)孔，在數(shù)據(jù)上傳完畢后請刪除數(shù)據(jù)。如果忘記刪除數(shù)據(jù)，可以在出現(xiàn)“頁面用完"還需要測量時(shí)，請?jiān)凇皵?shù)據(jù)刪除"里刪除原先上傳過的數(shù)據(jù)后再進(jìn)行測量。

6.4 補(bǔ)測

當(dāng)記錄是出現(xiàn)記錄的深度和電纜的深度不一致時(shí)，可以先按左右鍵，再按動上下鍵改變需要測量的深度，就可以繼續(xù)測量了。

注意：當(dāng)一個(gè)孔數(shù)據(jù)全部測完，則不能進(jìn)行補(bǔ)測。

 6.5查看

如果需要在沒有上傳電腦時(shí)需要數(shù)據(jù)對比，可使用查看鍵：用左右鍵選擇孔號，用上下鍵查看每個(gè)孔的數(shù)值。

7、數(shù)據(jù)上傳和軟件使用

詳見軟件幫助文檔。

8 、注意事項(xiàng)

測斜儀探頭是*密封的裝置，因此不需要現(xiàn)場調(diào)節(jié)。

l 滑輪組存放時(shí)應(yīng)保持干燥，應(yīng)使用壓縮空吹掉砂粒使其免于污物，定期用輕油噴灑彈簧、軸支點(diǎn)和滑輪。

l 如果零偏變化是由老化或不精細(xì)操作引起的將不會影響讀數(shù)的質(zhì)量或精度，因?yàn)橐淹ㄟ^在A+和A-方向上讀取兩組讀數(shù)可消除零偏，然而，如果零偏變化超過500mV電壓值，探頭應(yīng)送回原廠修理。

l 將一段測斜管性地固定在實(shí)驗(yàn)室里不動的結(jié)構(gòu)上，是一很好的作法。這段測斜管被用來作為探頭率定的定期檢查，把探頭放進(jìn)這段測斜管中會給出一個(gè)不隨時(shí)間變化的讀數(shù)。

l 電纜不要被銳器劃破，如若電纜被劃破可能導(dǎo)致測頭進(jìn)水而造成數(shù)據(jù)不穩(wěn)或損壞。