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1、第六节 CX-06A 测斜仪操作及软件处理1 概述测斜仪是一种能有效且精确地测量土体内部水平位移或变形的工程监测仪 器。应用其工作原理同样可以监测临时或永久性地下结构水平位移。测斜仪分为 固定式和活动式两种。固定式是将测头固定埋设在结构物内部的固定点上；活动 式即先埋设带导槽的测斜管，通过在管内沿导槽滑动的测头，测定斜度变化，计 算不同部位水平位移。活动式测斜仪按测头传感器不同，可细分为滑动电阻式、电阻应变片式、钢 弦式及伺服加速度计式四种。滑动电阻式测斜仪的特点是测头坚固可靠，缺点是 测量精度不高；电阻应变片式测斜仪的优点是产品价格便宜，缺点是量程有限， 耐用时间不长；钢弦式的特点是受湿度、
2、温度和外界环境的干预影响较小；伺服 加速计式测斜仪具有精度高、量程大和可靠性好等优点。在城市轨道交通工程建设中，测斜仪对工程建设的安全施工和长期稳定性监 测都是十分必要的。主要应用在明挖、暗挖工程围护结构深层水平位移，周边土 体深层水平位移等监测方面。为满足地铁施工设计及相关规范监测要求，一般均 使用伺服加速度计式测斜仪，下面以CX-06A测斜仪为例，介绍其操作及软件处 理过程。1.1 系统组成CX-06A测斜仪系统由三大部分组成，即测头、测读仪、数据处理软件。1.1.1 测头测头是测斜仪系统的核心，其内部装有精密传感器，用以敏感不同深度测点 相对于地垂线之间的角度，进而计算出各测点之间的位移
3、变化量。测斜仪系统的测量精度取决于测头的测量精度，测头中的核心部件是石英挠性加速度计，加速度计应用在测读仪系统上也可以称之为角度传感器。1.1.2 测读仪测读仪是测斜仪数据输出的二次仪表，用以完成测头数据的接收、显示、存贮功能，并向 PC 机输出测量数据。1.1.3数据处理软件此软件运行于 PC 机 Windows 环境下，主要完成从测读仪中接收数据并进行 偏移量计算和图表的绘制。1.2 性能指标1.2.1 总体技术指标1）工作时间：电池充满电之后，可使测斜仪连续工作 8 小时以上。2）测量范围：测孔斜度W50；3）综合误差：W4mm/15m深度；4）对称性：W0.001V；5）工作环境温度：
4、一10C50C；6）耐压：7 . 845X 105Pa9 . 806X 105 Pa （相当于水深80m100m的压力）；7）抗冲击： 100g。1.2.2 测头技术指标1）传感器灵敏度： 0.02mm/8；2）标度因数： 2.50.01v/g；3）导轮间距： 500mm；4）测头尺寸：32mmX660mm。1.2.3 测读仪技术指标1 ）数据显示： 160 X 32 的液晶显示，每行可显示 10 个汉字，可以显示 2 行2）内部电源：可充电电池，容量 7Ah；3）充电电源：交流220V, 50Hz,输出直流7V；4）测读仪尺寸： 214mmX144mmX170mm。2 系统原理2.1测头结构
5、描述测头内装有石英挠性伺服加速度计作为传感器。加速度计输入轴在水平面内 时，矢量g在输入轴上的投影为零。加速度计输出为零。为了消除零偏的影响， 采取正反两次测量，取其代数和作为一个方向上的测量结果。根据测头的规定，在实际测量时建议用户将测头的高轮对准北或东，作为测 试的正方向。2.2 系统原理2.2.1 位移计算当测头的敏感轴与基准轴（地球的重力轴）有一个角度时，测头中的加速度 计就有一个输出值，如下式所示：U 二 A + K X G X Sin9（ 13-6-1）式中： A 加速度计的偏值（零偏）K 加速度计的标度因数G 地球重力加速度0 倾角为了消除加速度计零偏的影响，在测试时采用正反两次
6、测试，比如分别在东 西方向上进行测试，可以先测试东方向上的数据，记作 U ，再进行西方向上的测1试，记作U，将U-U得：2 1 2U1 - U 2 = 2 KGSin9（13-6-2）从图 13-6-2 中可以看出：Sine =4 x 1（13-6-3）iL式中： L 导轮轮距 500mmi 水平位移（单位： mm）0 倾斜角将式（13-6-3）代入式（13-6-2）可以得到：4 = （U - U 2）L/2 KG（13-6-4）对于一个测孔，在确定的方向上，各测试点的位移总和即为A总M（13-6-5）以上测量原理的描述见图13-6-22.2.2 方位角定义方位角的定义如下图所示北（0度）东（
7、90度）西一（270度）南（180度）图 13-6-3 方位角示意图3测读仪的使用3.1 主菜单介绍主菜单显示如下图记录管理PC通讯工程设置其他各主菜单功能说明如下：记录管理：该菜单主要完成现场的测量以及记录的调显和删除功能。 工程设置：该菜单主要完成测孔德添加，删除以及编辑功能。PC通讯：该菜单主要完成设备与PC机通讯的功能。其它：该菜单主要完成电压测试、日期设置以及背光和按键音的功能3.2按键操作通过“上、下、左、右”按键选择菜单，光标在所选择的子菜单上闪烁。按“确认”键进入菜单，按“取消”键则返回上一级菜单。3.3 记录管理该菜单主要完成现场的测量以及记录的调显和删除功能。选择“记录管理
8、” 菜单后，屏幕上显示如下：现场测量记录删除记录调显3.3.1现场测量此项功能为测量现场的数据。选择“现场测量”项后，屏幕列出测读仪中所有测孔，显示如下图所示。通 过“上、下”键查找要进行现场测量的测孔，按“确认”键选择测孔，进入测量 状态。测量状态分两种方式：正常测量及重测。如果初次使用测读仪或测读仪中无测孔，然后再进行现场测量，添加测孔请参考 4.1。3.3.1.1 测量状态界面说明测量状态界面显示如下图所示1) 行数据正常测量时：上一行显示的是前一个深度点已存储的数据 下一行显示的是当前深度点测量的数据。重测时：上一行显示的是重测深度点已存储的数据； 下一行显示的是重测深度点当前测量的数
9、据。2) 列数据第 1 列：“ *”表示数据以存储，无此标志则表示数据为存储；第 2 列：深度；第 3 列： A0 或 B0 数据；第 4 列： A180 或 B180 数据。3) 按键操作按“确认”键，数据被存储。按“取消”键时，屏幕上将提示“是否结束本次操作？”，此时再次选择“确 认”键则退出测量状态返回到上一级菜单，选择“取消”键则返回到测量状 态继续测量。3.3.1.2 正常测量1) 按“确认”键，依次存储每个深度点的数据，当测量深度达到测孔的结束深 度时，屏幕提示“请换测量方向”。如果按“确认”键则再次从起始深度开 始测量，并同时将已测量完毕的A0或B0数据显示在第三列。2) 如果测
10、孔的导槽方向为 1 个，两个方向测量完毕后自动保存数据并返回到上 一级菜单。3) 如果测孔的导槽方向为 2 个，则测量完一个导槽方向后屏幕提示“请换导槽 方向”。如果按“确认”键，则再次从起始深度开始测量。如果按“取消” 键屏幕将提示“是否结束本次操作？”，如果再次按“确认”键则退出测量 状态并返回到上一级菜单，如果按“取消”键则返回到测量状态继续测量。 所有方向的数据测量完毕后，数据自动保存并返回到上级菜单。3.3.1.3 重测 如果在正常测量的过程中需要对某一个深度点进行重新测量，则执行以下步骤：1) 通过“上、下”键查找要重测的深度点。注意：只有带存储标志“ *” 的 点才能够被重测。2
11、) 按“确认”键所选择的深度点进行重测，此时屏幕显示如下图，带数据 稳定后，再次按“确认”键，则此深度点原有数据被覆盖。3.3.2 记录调显此项功能为查看以存储的记录数据，执行步骤如下1) 点击“记录调显”项，屏幕显示如下图所示。标记序号 日期*120101225其中：标记*表示该条记录已被传输过2) 通过“上、下”建选择要调显数据的记录。按“确认”键显示数据，屏 幕显示如下图。10.5-100099910.0-892886显示数据含义如下：第1 列：深度第2列：A0或B0数据第 3 列： A180 或 B180 数据3) 通过按“上、下”键可以查看该记录下面的所有数据。按“取消”键则 返回到
12、上一级菜单。如果该测孔的导槽方向为 2，则按“左”键或按“右” 键查看A导槽或者B稻草方向的数据。3.3.3 记录删除此项功能为删除已有的记录，操作步骤如下：1) 参考 3.3.1 小节选择一条记录。2) 按“确认”键,液晶屏幕提示“是否删除该记录？”，此时再按“确认” 键则删除该记录，按“取消”键则返回上一级目录。3.4 工程设置该菜单主要完成测孔的添加、删除一级编辑功能。选择“工程设置”菜单后， 屏幕显示如下：添加测孔删除测孔编辑测孔3.4.1 添加测孔此项功能为添加一个新的测孔，执行步骤如下：1) 选择此菜单后，屏幕上显示工程名、孔号等工程信息的默认参数；2) 通过“上、下”键选择要设置
13、的工程信息项。选定工程信息项后按“确 认”键，该信息内容的字符闪烁，此时可通过“上、下”键对改善说的 字符进行修改。修改完毕按“左、右”键选择其它要修改的字符。在修 改的过程中如果按“取消”键则修改无效。所有字符都修改完毕后按“确 认”键，字符不再闪烁，此项信息修改完毕。3) 重复步骤 2)，依次修改工程信息。4) 只有到最后一项液晶屏幕提示“设置完毕，按“确认”键添加成功！” 的时候按“确认”键才能全部添加成功。按“取消”键则添加失败。并 返回到上一级菜单。5) 举例：要新建一个工程名为NZL，孔号为C06的测孔，执行如下第 1 步：选择添加测孔后，进入上述设置，通过“上、下”键选择“工程名
14、”按“确认”键，光标在字母“X”处闪烁；第 2 步：按“上、下”键，选择“ N”；第3步：按“左、右”键，将光标调到字母“D”处，此时“D”闪烁， 执行和2相同的操作，选择“Z”第4步：按“左、右”键，将光标调到字母“Q”处，此时“Q”闪烁， 执行和2相同的操作，选择“L”第 5 步：选择“确认键”，光标不再闪烁。第 6 步：通过“上、下”键选择“测试孔号”，按“确认”键，光标在 字母“C”处闪烁。其他步骤与前述相同。3.4.2编辑测孔此项功能是为用户修改起始深度、结束深度、测试间隔等内容使用。操作间 隔等内容使用。操作步骤同 3.4.1 中所述。3.4.2编辑测孔此项功能为删除已存在的测孔。
15、删除测孔是将该测孔的工程信息以及孔下的 所有记录全部删除，所以删除时要小心，一旦删除将无法恢复。3.5 通讯此项功能是完成与PC机的通讯。选择此菜单后，在液晶屏幕上显示“与PC 机通讯进行中！”，如果按“取消”键则退出通讯状态，返回一级菜单。在通讯过程中，对于PC机的操作详见数据处理软件的使用。3.6 其他选择“其他”菜单后，屏幕上显示“日期设置、电压测试、背光设置、按键 音”四个子菜单。通过“上、下、左、右”按键选择子菜单，光标在所选择的子 菜单上闪烁。按“确认”键执行该子菜单的功能。选择“其他”菜单后，屏幕显 示如下：日期设置冃光设置电压测试按键音3.6.1日期设置 此菜单的功能是对设备进行日期设置和时间设置，执行步骤如下1) 液晶屏幕如下所示：2) 通过“上、下”键选择所要执行的菜单3) 设置日期和设置时间的菜单如下所示：设置日期日期：10-12-254) 进入设
