滑动式沉降仪M300635

HCX-5型剖面读数仪

使 用 说 明 书

1、概述

图1显示了沉降仪系统的各组成部分。探头连着一根与读数仪相连的特殊电缆和带槽口的沉降管。这本手册描述了沉降仪探头和电缆的使用及维护方法。

图1 沉降仪系统

2、沉降仪原理

在修建公路、铁路等工程中，沉降仪主要用于测量路基横断面的沉降。

图2沉降管

在这些场合里，通常要在路基中横埋一根沉降管，其中有一组导槽垂直于水平面，用于沉降仪滑动测量（即沉降的方向）在沉降管中预置一条绳索，用于牵引沉降仪。该种沉降管有四个槽口（图2），以配合滑动式沉降仪探头的小滑轮（图1），四个导轮在槽口中依靠弹簧支撑平衡，来测量沉降管的沉降。

在埋设沉降管时一定要注意沉降管内不能有尘土与沙粒，否则会影响测量的精度。

沉降仪使用一个力平衡伺服加速度计，其传感器可以探测沉降仪倾角变化，并且提供足够的恢复力使摆回到竖直零位置。从竖直零位置倾斜的越大，恢复力也越大，因而摆块不能自由运动。恢复力的大小，转变成电信号输出，在读数装置上显示，成为倾斜的量度。由于恢复力和倾斜角的正弦成正比，因而输出值也和测孔沉降偏移成正比。

为了获得沉降管周围地层的一个完整的观测报告，有必要在沉降管周围进行一系列沉降观测。沉降仪探头 两组小滑轮，距离相隔0.5m，将探头放到沉降管的一端，并从管底处起记读数，即开始了沉降观测。探头每拉动0.5米进行一次读数，直到沉降管的端口，这组读数被称为A+读数，为使操作过程简单，在电缆上每0.5米作有一个标记把沉降仪从沉降管中取出，把电缆插头和测杆旋开，把连接绳索端旋开，测杆旋转180度重新对接，重新放入沉降管中，重复上述步骤测量的数据成为A-读数。

数据处理时，将读数（A+、A-）相结合（用一组数据减去另一组数据），以此来消除力平衡伺服加速度计的零偏的影响。沉降仪探头在水平位置时读数产生零偏。理想的偏差应是零，但在使用探头时，由于传感器的偏差、滑轮的磨损、或者主要由于探头碰撞太厉害造成对传感器的冲击，通常会产生一个零偏移并会发生变化。

下次测量的沉降管观测数据，当与原始的观测数据相比较时，就可知沉降管的倾斜量变化和这些变化所引起的位置的变化。倾斜量的变化（LSinθ）分析的方式是通过计算上部滑轮组相对于下部滑轮组间观测读数间距（L）的水平偏移（通常滑轮是基于探头的，公制是0.5米）。在沉降仪各位置处，各轴的两组读数（A+、A-），相减就可得到变化量，这个变化量与沉降探头和水平面的夹角的正弦成正比，即sinθ把这个值乘以读数间距（L）和相应的系数，就得到一个以工程单位（测读仪的显示单位为mm）输出的水平偏移。这些偏移与初的观测偏移相比较所累积的偏差形成一条偏移曲线如图3所示。

图3 沉降观测说明

当把这些递增的水平偏差累加起来，从测孔底部始绘成曲线，结果就是初次观测与后来的任一次观测之间的水平偏移变化曲线，代表此观测期间土体发生的变形，即沉降位移，见图4，从这个偏移曲线上很容易看出在某个位置正在发生偏移。

图4 沉降偏移曲线

在测试过程中有下列任何一种情况均可损害数据的质量：

■ 跳过或重复读取下一个读数。

■ 读数之前，没有使沉降仪静置足够的时间。

■ 探头、电缆或读数装置故障。这也许是由于震动、受潮、电池缺电、探头或电缆的开路或短路造成的。

■ 不小心地安放滑轮使得探头滑轮组一次观测与另一次观测不在同一位置。

■ 将滑轮正好放置在沉降管接头处，以致读数不稳定或出错。

■ 沉降管周围有大型机械作业及相关环境干扰。

■ 沉降管中有尘土或沙粒。

3、沉降仪测杆

图1显示了沉降仪探头组成部件。一个圆柱形不锈钢外壳，在外壳的两端装有带弹簧弹力支撑的滑轮组。

在探头两端有连接插头，用来连接读数仪缆绳。

4、沉降仪电缆

电缆：电缆把测杆和读数计连接起来，沉降杆是沉降仪的心脏，而电缆除了向测头供电和向读数仪传递信号外，还是测头测试点的深度尺和测头升降拉动的绳索。为了使电缆在拉动时不致于有长度变化，采用了特制的内设一根加强芯的米标电缆，电缆上每0.5m间距有一标志，标志所示距离从测杆的上导轮起记。

上端为电缆接头，用以和沉降仪读数仪相连。下端为沉降仪测头和接口，用以和测杆连接。

5、面板界面介绍

图5沉降读数仪面板

孔号：需要测量的孔号

深度：需要测量的孔号对应的深度

XX mm: 测量的这个点的位移数值（这个点位移的1/2）

：测（正测）

：仪器电量显示

5.1、菜单：

1孔号

2测试间隔

1参数设置 3孔深度

4灵敏度

5初始偏差

1数据删除

2数据操作

2格式化

菜单

1 设置背光

3系统设定

2修改时间

1可用内存

2电压参数

4系统信息

3出厂日期

4程序设计

孔 号：测试孔编号。

测试间隔：可进行每测0.5米、1米和2米的选择（标准测量为0.5米）。

孔 深：设定每个测试孔的深度。每个孔测试间隔为0.5米时深可以设置190米。

灵 敏 度：此数值为出厂标定值，测试间隔为0.5米时，不准变动此数值。如果设置测试间隔为1米时将此数值乘以2

初始偏差：此数值为出厂标定。如果正测和反测相差较大时，可选择一个固定的孔深，把正测和反测数值相加除以2，把得到的这个数值在原来的数值上减去，即可对零偏进行修正。

数据删除：可以把读数仪里的数据进行选择性删除。

格 式 化：数据全部删除。

设置背光：背光开或关。

修改时间：读数仪的时间设置。

可用内存：查看内存剩余量和孔剩余量，总量为120个孔（大于64米时为40孔，深190米）。

电压参数：本机电压和外供沉降仪电压。

出厂日期：

程序设计：技术支持。

5.2、存储

存储数据按钮，因为有外接遥控，一般不使用

5.3、查看

测量的数据可用本机查看（参照使用中的查看）

5.4、 

选择孔号、设定深度和查看数据时选择孔号。

5.5、 

选择菜单和查看孔深

5. 6、退出

退出每项菜单选择

5.7、确定

每项选择的进入或确定。

5.8、沉降探头

沉降仪和读数仪的连接插口。

5.9、232

232是记录遥控器、充电和读数仪传输数据的插口.

6沉降仪的使用：

6.1、仪器的连接

沉降仪系统受损的通常原因是没有仔细连接电缆和探头。在这两个连接处的外壳上有凹凸刻来接插受损，所以连接时需要操作者连接规范。

电缆连接步骤如下：

a) 检查两个接头，看是否有没有弄脏、受潮、受损。 

b）调整插头和插座并轻轻地连接这两部分，尽量避免扭曲和磨擦接头这两部分。

c）当固定电缆接线时，电缆和探杆的两个金属平面相互连接，拧紧紧固螺母时电缆插头不要有晃动。

将沉降仪的电缆插头和读数仪连接，把测杆带有标记“1”的一端和电缆的接口连接拧紧，打开读数计电源开关。

把沉降仪探杆上打有标记的（1 和2）一侧垂直向上，放到沉降管内，拉到沉降管的另一端。向里放电缆时，不要让沉降管和电缆摩擦，以免破坏电缆的标记和损坏沉降管。

6.2、仪器的设置

每个孔的次测量时，需要设置孔的深度。步骤如下：

按确认键进入菜单，在“参数设置“选择“孔深度”确认，显示“按确认键设置孔深”点击确认“选择孔号 ”设置孔深（孔深为沉降仪放入沉降管的另一端口后，在沉降管内离管口近的标记上的标记数）。

6.3、测量

进行测量时用“ ”或“ ”按钮选择要测量的孔号。选择完毕后拉动电缆到近的标记，按遥控器（或储存键）进行记录，每拉动一次电缆记录一次，读数仪里的深度会减少一个测试间隔。当测试完一个点时，读数仪显示“方向○1测试完毕”。按动遥控器后“方向○1测试完毕”消失。

然后把沉降仪取出，将探头从沉降管中取出，把沉降仪两端旋开，测杆旋转180度重新拧紧。（电缆和测杆标记“2”端连接）此时不需要预热，重复上次测量步骤出现“方向○2测试完毕”，按动遥控器后“方向○2测试完毕”消失。本测试孔测量完成。

如果进行多孔测量，按“ ”或“ ”选择孔号。测量方法同上。在每次测量的个孔时，应该把沉降仪放入沉降管内开机预热10分钟，测量时数据稳定时记录，这样测量的数据会更准确。

本设备多可以存储40-120个孔，在数据上传完毕后请删除数据。如果忘记删除数据，可以在出现“页面用完”还需要测量时，请在“数据删除”里删除原先上传过的数据后再进行测量。

6.4 补测

当记录是出现记录的深度和电缆的深度不一致时，可以先按左右键，再按动上下键改变到需要测量的深度时，就可以继续测量了。

6.5查看

如果需要在没有上传电脑时需要数据对比，可使用查看键：用左右键选择孔号，用上下键查看每个孔的数值。

7、数据上传和软件使用

7.1设定文件

点击“文件”>>“新建工程”，弹出“工程信息”对话框。 

输入相关信息，点击“新建”按钮，弹出“选择文件路径和名称”对话框，选择文件路径并填写文件名称（扩展名.dat），按“保存”新建工程完毕。

7.2 打开工程文件

点击“文件”>>“打开”，在弹出的“选择工程文件”对话框中选择要打开的工程文件，点击“load”打开文件。

工程文件打开后，会在“测孔列表”和“记录列表”中显示当前文件中的孔和记录数据。

在面板左下角显示文件所在路径。如下图。

7.3数据接收

沉降仪通过数据线连接到计算机后，上传测量数据（之前新建或者打开过工程文件）。

• 查找沉降仪

选择连接沉降仪的端口或者点击“检测测量仪器”自动搜索沉降仪。

• 查找数据, 点击“查找数据”按钮，在“数据列表”中会自动列出沉降仪中的数据。

• 上传数据

选中相应的数据项，点击“上传数据”，将该处数据上传。数据根据孔号进行存储，如果上传的数据孔号在“测量列表”中不存在，则自动新建该孔；如果应经存在则会添加到该孔的尾部。

注：如果选择“排除重复”，则只上传当前工程文件中没有的新数据。

当测得的数据和以前上传过的数据孔深不一致时，不能上传。

• 删除沉降仪中的数据

选中相应的数据项，鼠标右键单击，弹出如下选项：

点击“删除终端该数据”会删除沉降仪对应的数据，点击“删除全部数据”会格式化沉降仪，删除全部数据。

点击“文件”>>“保存”，即可保存当前的文件。

如果工程信息发生变化，需要修改，点击“系统设置”>>“工程信息”，修改先关信息后点击“确定”，信息即已经修改。

7.2查看数据

打开工程文件后，“测控列表”中会显示出当前文件中的孔数据列表。左单击某个孔号，在“记录列表”中会显示当前孔号中的记录，“数据列表”中显示的即为该记录的数据。

面板上方会显示该孔的起始深度、测量间隔、终止深度等参数。

7.3处理数据

数据处理包括绘制深度-位移曲线、生成报表和进行数据对比。

深度-位移曲线

点击“数据处理”>>“图形显示”>>“深度位移曲线”，弹出“选择数据”对话框

点击“测孔列表”和“记录列表”，选择要绘图的数据。

点击“显示”按钮，出现曲线图。

如果需要设置初值数据，在“选择初值”处打勾。点击“显示”按钮，出现曲线图。

点击“系统设置”>>“签名设置”可以修改“测量者”、“测量单位”等相关信息。

数据报表

点击“数据处理”>>“报表显示，弹出“选择数据”对话框

选择数据后，点击“显示”按钮，出现报表。

数据对比

点击“数据处理”>>“数据对比”，弹出“选择对比数据”对话框。

分别选择初值数据和对比数据后，点击“显示”按钮，出现对比报表。 

注：对数据进行处理时，需要先打开工程文件。

7.4数据删除和复制

○1、选择菜单“删除当前孔”

在“测孔列表”中选择想要删除的孔号，点击“数据处理”>>“删除当前孔”

○2、右键删除

在“测孔列表”中选择想要删除的孔号，在该孔号上点击右键，在弹出的菜单中选择“删除该孔”

复制孔

在“测孔列表”中选择想要删除的孔号，在该孔号上点击右键，在弹出的菜单中选择“复制该孔”

删除记录

○1、选择菜单“删除当前记录”

在“记录列表”中选择想要删除的记录，点击“数据处理”>>“删除当前记录”

○2、右键删除

在“记录列表”中选择想要删除的记录，在该记录上点击右键，在弹出的菜单中选择“删除该记录”

复制记录

在“记录列表”中选择想要删除的记录，在该记录上点击右键，在弹出的菜单中选择“复制该记录”

修改数据

在“数据列表”中选择需要修改的数据单元（正测A+和反测A-列），双击该单元，修改数据。单击其他单元或者按回车键，然后点击右键，在弹出的菜单中选择“保存修改数据”

注：只能修改正测A+和反测A-两列数据，其他列数据修改在保存时自动生成。

生成Excel文件

以上操作中点击孔号“另存为Excel”可以生成这个孔的Excel格式文件，点击一个数据“另存为Excel” 可以生成这个数据的Excel格式文件。

8 、维护

沉降仪探头是完全密封的装置，因此不需要现场调节。

6.1 导轮要经常检查，不能有泥土和变形。 

6.2 在安装保护盖之前一定要使连接头干燥。

6.3 滑轮组存放时应保持干燥，应使用压缩空气枪吹掉砂粒使其免于污物，定期用轻油喷洒弹簧、轴支点和滑轮。

6.4 如果零偏变化是由老化或不精细操作引起的将不会影响读数的质量或精度，因为已通过在A+和A-方向上读取两组读数可消除零偏，然而，如果零偏变化超过500mV电压值，探头应送回工厂修理。

6.5 将一段沉降管性地固定在实验室里不动的结构上，是一很好的作法。这段沉降管被用来作为探头率定的定期检查，把探头放进这段沉降管中会给出一个不间变化的读数。

9、技术指标

轮距：500mm

量程：±30°

刻度因数：2.5v/g

显示精度：0.01mm

线性度：0.02%FS

重复性：0.002%FS

系统精度：±3mm/30m

温度范围：-20℃~+50℃

温度系数：0.02%FS/℃

冲击震动：50000g 

尺寸：φ32mm×780mm

使用沉降管尺寸：外径φ70mm