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测斜仪的工作原理及工作要点

(1)测斜管的安装(见图1)。测斜管有圆形和方形两种，国内多采用圆形，直径有50mm、70mm等，每节一般为2m长，采用钢材、铝合金、塑料等制作，常用的还是PVC塑料管。测斜管在吊放钢筋笼之前，接长到设计长度，绑扎在钢筋上，随钢筋笼一起放入槽内(桩孔内)。测斜管的底部与顶部要用盖子封住，防止砂浆、泥浆及杂物入孔内。
                       

 图1  测斜管安装示意图

    (2)测斜仪工作原理。测斜仪按其工作原理有伺服加速度式、电阻应变片式、差动电容式、钢弦式等多种。比较常用的是伺服加速度式、电阻应变片式两种，伺服加速度式测斜仪精度较高，目前用得较多。测斜仪的构造如图2所示。

                               图2 测斜仪构造示意图

    测斜仪上下各有一对滑轮，上下轮距500mm，其工作原理是利用重力摆锤始终保持铅直方向的性质，测得仪器中轴线与摆锤垂直线间的倾角，倾角的变化可由电信号转换而得，从而可以知道被测结构的位移变化值。

    (3)操作要点。①埋入测斜管，应保持垂直，如埋在桩体或地下连续墙内，测斜管与钢筋笼应绑牢。②测斜管有两对方向互相垂直的定向槽，其中一对要与基坑边线垂直。③测量时，必须保证测斜仪与管内温度基本一致，显示仪读数稳定才开始测量。④由于测斜仪测得的是两滑轮之间(500mm)的相对位移，所以必须选择测斜管中的不动点为基准点，一般以管底端点为基准点，这各点的实际位移是测点到基准点相对位移的累加。测斜管埋入开挖面以下：岩层不少于1m，土层不少于4m。

数字测斜仪/活动式数字测斜仪案例分享：

一、数字测斜仪/活动式数字测斜仪系统简介：

美国INDEGEO公司新推出的IN1000型MEMS数字测斜仪/活动式数字测斜仪是测斜仪系统技术的一大飞跃，它是当今世界上先进的微电子机械系统（MEMS）数字式测斜仪，相对于原来的测斜仪技术，采用整体紧凑的MEMS（微电机系统）技术的新型测斜仪，拥有的精度、高热稳定性和环境耐久性。另外，内置的24位A/D转换器保证了数据的高分辨率、免除了噪声干扰而且整个系统的高精度，这些都是其他测斜仪没有的性能。IN1000型活动式数字测斜仪的数据采集使用大屏高精度安卓平板电脑作为读数仪，具有友好用户界面，海量内存，选配的安全数据存储卡，现场数据分析和已有数据对比功能，台式电脑直连USB接口。

IN1000型活动式数字测斜仪系统比普通测斜仪更轻便，一个操作人员即可完成现场测试工作。

二、数字测斜仪/活动式数字测斜仪应用领域：

美国INDEGEO公司生产的IN1000型活动式数字测斜仪用于土石坝、水坝、岩土边坡、建筑基坑、堤防、地下建筑工程、港务工程、打桩等引起的土体内部水平位移的测量变形。测斜管安装在垂直测斜孔内，测斜孔穿过可能的滑移区域直到稳定的土体内。

IN1000型活动式数字测斜仪放置于测斜管中，*次测量建立了测斜管的初始轮廓。通过将后续测量与初始测量进行比较，可以发现轮廓的改变，说明发生了土体移动，并能得出土体的大小。

将测斜仪数据绘图，可以显示土体移动的大小、方向和速率。

三、数字测斜仪/活动式数字测斜仪仪器特点：

1. 先进、轻便、抗震的微电子机械系统(MEMS)数字式双轴测斜探头。
2. 运用支持安卓平板电脑作为读数仪。
3. 无线蓝牙传输，因而读数仪不需要与电缆相联接。
4. 空间大，可以贮存上百万的读数。
5. 贮存起来的测斜数据可以下载进行数字、图表分析。
6. 数据可即时通过无线网络发送。

四、数字测斜仪/活动式数字测斜仪仪器技术参数：

    1、IN1000型活动式数字测斜仪MEMS双轴探头技术参数：

    测斜传感器：双MEMS传感器      测轮距：500mm

    量程：±30°                   分辨率：0.005mm

    重复性：±0.003°              工作温度：-20~70℃

    材质：不锈钢                   数据稳定时间：约1秒钟。

    数字测斜仪/活动式数字测斜仪探头的优点：IN1000型活动式数字测斜仪的探头具有短的基本长度，更短长度的探头和质量更优的测轮，使IN1000型活动式数字测斜仪探头与测斜管导槽能够吻合的更紧密，在测斜管里进行测试时，可以通过比其他测斜仪更小的曲率半径而不会被卡住。探头内有微控制器负责管理数据采集、的数字化校对以及每个有效数据的快速确认。测斜仪的校对不受电缆系统和读数器的影响，也就是说每个IN1000型活动式数字测斜仪探头都可以和其他IN1000型活动式数字测斜仪的读数器配套使用而不需要任何额外的校对工作。

    2、读数采集器：平板电脑轻巧方便，而且测斜仪控制电缆和读数仪之间没有任何物理连接，例如电路接口、连接电缆等等，而是采用蓝牙无线通讯技术，确保了数据传输的稳定性。

    3、数据采集软件：读数仪应用软件集中体现了IN1000型测斜仪系统的强大能力与方便性。该软件运行于Android（安卓系统）的平板电脑上，能够支持高分辨率的显示、触屏操作和*的互联网连接。

    测试屏幕：大号的易于读取的字符。显示当前深度、上次记录的深度、以mm单位显示的Ａ轴与Ｂ轴读数、校验和与进度条。记录按钮提示用户等待、点击或上拉电缆。其他特性包括深度易于改变，以及自动书签。软件建立测斜孔数据库，管理测斜孔数据，生成图表和报告，并提供了方法来识别与校正误差。以高分辨率绘制校验和图、轮廓图、相对于初始的变化图以及相对于上次的变化图。显示数据表用于检查与测量－时间校正。

    数据传输：将测斜孔数据作为附件发送给PC机，也可用USB电缆与Windows文件管理器传输。

4、控制电缆：便于携带并易于收拾，轻量化的IN1000型活动式数字测斜仪控制电缆在每隔一个深度间隔上有大标签，因而易于读出深度。公制电缆具有0.5m的深度间隔，在每1m的位置上具有深度数字标签。深度间隔从探头的顶部测轮开始。4芯电缆具有凯夫拉应力部件和PU护套。电缆采用复合聚亚安脂（特弗珑纤维增强）材料做成，坚固耐用。而电缆的直径只有6 mm，50米长的电缆才1.9千克重，轻巧灵便。抗拉性强度高达5.89KN。电缆接头材质采用316不锈钢，水下使用设计，海水深度可达1500米（5000英尺），电缆和接头连接处设计的特殊聚氨酯橡胶装置，增强接头的耐用度。

    5、蓝牙电缆绞盘：蓝牙电缆绞盘一次充电可以供长达40小时的连续操作，充电时间为5小时。

6、电缆定位顶盖： 电缆定位顶盖使深度间隔与管口对齐。电缆定位顶盖能够匹配48mm、70mm和85mm的测斜管（1.9inch，2.75inch和3.34inch）。其外径为102mm（4inch）。

五、数字测斜仪/活动式数字测斜仪测试操作

    IN1000型活动式数字测斜仪的优点体现在传感器技术和移动计算方面，从而使测量操作简便。

    开始测量时，从读数仪显示的列表中点击测斜孔。

    在每个测量深度上，读数仪在数据稳定时给出提示，准备记录数据。记录读数时，向上将电缆拉到下一格深度时，读数自动存储在读数仪的存储器中。

如果测量因为某些原因中断，只要在相同深度上点击来继续测量，就不会丢失数据。

    通过在高分辨率的显示屏上绘制校验和图、轮廓图或变化图，可以评价已完成的测量。

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