SXX型振弦式渗压计

SXX型振弦式渗压计使用说明书水利部南京水利水文自动化研究所南京拓水科技实业有限公司SXX型振弦式渗压计SXX型振弦式渗压计，其中包括有SXX-2、SXX-3.5、SXX-4、SXX-6、SXX-10、SXX-16、SXX-25七种型号。一、用途SXX型振弦式渗压计适用于长期埋设在水工建筑物(地基或基岩)内部和其它混凝土建筑物及土体内部，长期观测建筑物或土体内部的渗透(孔隙)水压力，亦可用于观测水库水位的变化，并可同时测量埋设点的温度。渗压计加安装配套附件可在测压管、管道、地基钻孔中使用。二、规格及主要技术参数规格型号SXX-2SXX-3.5SXX-4SXX-6SXX-10SXX-16SXX-25尺寸最大外径Dmm30303030303030参数长度Lmm140140140140140140140测量范围KPa0～2000～3500～4000～6000～10000～16000～2500最小读数kKPa/F≤0.11≤0.15≤0.20≤0.27≤0.45≤0.72≤1.13性能参数温度测量范围℃0～+400～+400～+400～+400～+400～+400～+40温度测量精度℃±0.5±0.5±0.5±0.5±0.5±0.5±0.5温度修正系数bKPa/℃≈0.8≈0.8≈0.6≈0.6≈0.6≈0.6≈0.6绝缘电阻MΩ≥50≥50≥50≥50≥50≥50≥50注：频率模数F=Hz2×10-3如工程特殊需要可以定做其它规格型号的仪器。三、结构及工作原理1.结构SXX型振弦式渗压计由透水石、不锈钢感应膜片、密封壳体，信号传输电缆、振弦及激振电磁圈等组成。2.工作原理当被测水压荷载作用在渗压计上，将引起弹性膜片的变形，其变形带动振弦转变成振弦应力的变化，从而改变振弦的振动频率。电磁线圈激振振弦并测量其振动频率，频率信号经电缆传输至读数装置，即可测出水荷载的压力值，同时可同步测出埋设点的温度值。3.压力计算方法：a)当外界温度恒定，渗压计仅受到渗透(孔隙)水压力时，其压力值P与输出的频率模数ΔF具有如下线性关系：P=kΔFΔF=F0-F式中：k—渗压计测量压力量的最小读数，单位为KPa/F；ΔF—渗压计基准值相对于实时测量值的变化量，单位为F；(Hz2/1000)F—渗压计的实时测量值，单位为F；(Hz2/1000)F0—渗压计的基准值，单位为F：(Hz2/1000)b)当作用在渗压计上的渗透(孔隙)水压力恒定时，而温度增加ΔT，此时渗压计有一个输出量ΔF´，这个输出量仅仅是由温度变化而造成的，因此在计算时应给以扣除。实验可知ΔF´与ΔT具有如下线性关系：P´=kΔF´+bΔT=0kΔF´=-bΔTΔT=T-T0式中：b—渗压计的温度修正系数，单位为KPa/℃；ΔT—温度实时测量值相对于基准值的变化量，单位为℃；T—温度的实时测量值，单位为℃；T0—温度的基准值，单位为℃。c)当渗压计受到渗透(孔隙)水压力和温度的双重作用时，渗压计的一般计算公式为：Pm=kΔF+bΔT=k(F0-F)+b(T-T0)式中：Pm—被测渗透(孔隙)水压力量，单位为KPa。注：若大气压力有较大变化时，应予以修正。四、埋设与安装渗压计使用场合很广，如测量混凝土的渗透水压力，土壤中的孔隙水压力，扬压力管内的水位等，所以埋设安装时应根据不同情况进行布设。下面主要对埋设在混凝土内的渗压计作一些简述，其他仪器的埋设安装方法可参照进行。1.渗压计预饱和由于混凝土的渗透系数较小，而水压力又是穿过透水石后作用在渗压计的感应膜片上，如果透水石与感应膜前的储水腔没有充满水(含有气泡)，将会造成渗压计测值的严重滞后。所以埋设安装前必须将透水石拧下放在水中浸泡半小时，透水石拧回前先将感应膜前的储水腔注满水，透水石拧回时渗压计进水口应朝上，以免腔内水流出。2.埋设安装条件埋设时应首先确保渗压计进水口的畅通，为防止泥浆堵塞进水口，应在进水口处做一个人工过滤层，过滤层由中砂、细砂分层组成，过滤层的直径应大于10Cm(或包一层水工布)，埋设前将过滤层在水中充分饱和。3.渗压计的电缆敷设渗压计(已接长电缆)的进水口应朝向水压力方向，在引出电缆的沿线设止水板，防止高压水沿电缆渗透。电缆应按设计走向埋设固定。4.测试基准值渗压计安装定位后应及时测量仪器的基准值，渗压计测量并计算出的水压力量是一个相对基准值的变化量，所以基准值取的准确与否，将直接影响到测值的准确性。仪器安装完成后，在无外荷载及混凝土水化热结束的情况下，可进行基准值的测试(测试基准值应在无压和恒温的状态下，如早晨测值比较稳定)。记录弦式渗压计两天以上的测值(频率和温度)，如果多次测值基本相同(误差≤0.5％F.S)，此测值可作为基准值。5.注意事项振弦式渗压计安装完成后，应根据仪器编号和设计编号作好记录并存档，严格保护好仪器的引出电缆。电缆电缆膨润土、水泥混合浆料膨润土、水泥混合浆料封口膨润土（膨润球）干净细砂干净细砂15～30cm干净细砂渗压计（外包做好的过濾层砂袋）(进水口应朝向水压力方向)15～30cm干净细砂渗压计（外包做好的过濾层砂袋）(进水口应朝向水压力方向)渗压计钻孔埋设示意图渗压计地基、基岩孔中埋设示意图五、验收与保管1.用户开箱验收仪器，应先检查仪器的数量(包括附件)及出厂检验合格证是否与装箱清单相符。2.每支仪器都提供了率定数据，包括在常温和常温环境气压之下的零讀数。3.开箱后每支仪器应先用100V兆欧表量测电路与密封壳体之间的绝缘电阻，其测值应满足绝缘电阻规定要求。验收时每支仪器应用振弦式指示仪测量，检查仪器是否正常。4.仪器应保管在干燥、通风的房间中。六测量计算1．人工测量计算（1）人工测量：可用南京水文所生产的PSM-V型振弦式指示仪进行测量，测量方法参照有关振弦式指示仪的使用说明，测量完后记录渗压计的输出值、温度值、仪器编号、设计编号、测量时间等相关信息。（2）渗压计计算公式：Pm=k(F0-F)+b(T-T0)式中：P—渗透(孔隙)水压力（单位为KPa）；仪器的特性参数请细阅三．构造及工作原理中第(3)节压力计算公式a)、b)、c)，在此不予详述。2．自动测量振弦式渗压计安装埋设完毕，可接入“DAGE2000型安全监测自动化系统”进行测量，该系统能实现自动定时监测，自动存储数据及数据处理，并能实现远距离监控和管理。