yantubbs-浅析测斜仪监测原理和应用
测斜仪的原理
测斜仪的原理
测斜仪是一种用于监测土体或结构体的倾斜变形的仪器，它的原理是通过测量倾斜角度和位移来判断土体或结构体的变形情况。
测斜仪在土木工程、建筑工程、地质勘探等领域有着广泛的应用。
测斜仪的原理主要包括以下几个方面：
首先，测斜仪利用了倾斜传感器来测量倾斜角度。
倾斜传感器是一种能够感知重力方向并将其转化为电信号输出的装置。
当土体或结构体发生倾斜时，倾斜传感器会感知到重力方向的变化，并将倾斜角度转化为电信号输出。
通过这种方式，测斜仪可以准确地测量出土体或结构体的倾斜角度。
其次，测斜仪利用了位移传感器来测量位移变化。
位移传感器是一种能够感知位移变化并将其转化为电信号输出的装置。
当土体或结构体发生位移变化时，位移传感器会感知到位移的变化，并将位移量转化为电信号输出。
通过这种方式，测斜仪可以准确地测量出土体或结构体的位移变化。
此外，测斜仪还利用了数据采集系统和数据处理系统来实现对测量数据的采集和处理。
数据采集系统能够实时地采集倾斜角度和位移变化的数据，并将其传输给数据处理系统。
数据处理系统能够对采集到的数据进行处理和分析，并生成相应的监测报告。
通过数据采集系统和数据处理系统，测斜仪可以实现对土体或结构体变形情况的实时监测和分析。
综上所述，测斜仪的原理是通过测量倾斜角度和位移来判断土体或结构体的变形情况。
它利用倾斜传感器和位移传感器来实现对倾斜角度和位移变化的测量，同时借助数据采集系统和数据处理系统实现对测量数据的采集和处理。
测斜仪在工程监测中具有重要的应用价值，能够帮助工程师及时发现土体或结构体的变形情况，保障工程的安全和稳定。
固定测斜仪原理
固定测斜仪原理
测斜是一种用来测量地表或结构物表面变形的技术。
固定测斜仪是测斜仪的一种类型，它通常用于测量建筑物、桥梁、山坡等结构物的变形和稳定性。
固定测斜仪的工作原理相对简单。
它由一个倾角传感器和一个数据采集器组成。
传感器通常被安装在要测量的结构物表面上，比如一面墙或者某个桥墩。
当结构物发生变形或者倾斜时，传感器会测量到这些变化，并把数据传输给数据采集器。
数据采集器将数据转换成图表或报表格式，供分析师或者工程师使用。
除了用作结构物的变形和稳定性测量，固定测斜仪也可以用来增加结构物的安全性。
当结构物发生变形或者倾斜时，固定测斜仪可以提供及时的警报，以便工作人员及时采取措施。
固定测斜仪在实际使用中还有许多注意事项和技巧。
例如，传感器需要安装在结构物表面的一个固定的位置上，以确保测量结果的准确性。
此外，还需要定期校准测斜仪，以确保测量结果的可靠性。
总之，固定测斜仪是一种重要的测量工具，在建筑、桥梁、山坡等结构物的监测和检测方面拥有广泛的应用。
通过准确测量结构物的倾斜和变形，可以帮助工程师和监测人员及时发现问题并采取措施，以确保结构物的安全性和稳定性。
测斜仪的原理
测斜仪的原理
测斜仪是一种用于监测土体变形和位移的仪器，它在土木工程、地质工程和矿山工程等领域有着广泛的应用。
测斜仪的原理是基于
光学测量技术和传感器技术，通过测量目标物体的倾斜角度和位移
来判断其变形情况。
本文将介绍测斜仪的原理及其工作过程。
首先，测斜仪通过光学测量技术来实现对目标物体倾斜角度的
测量。
它利用内置的倾斜传感器和光电传感器，通过测量目标物体
与水平线的夹角来确定其倾斜角度。
这些传感器能够高精度地感知
目标物体的倾斜情况，并将测量结果传输给数据采集系统进行处理
和分析。
其次，测斜仪利用传感器技术来实现对目标物体位移的监测。
它通过内置的位移传感器和变形传感器，能够实时监测目标物体的
位移和变形情况。
这些传感器能够将位移和变形数据准确地传输给
数据采集系统，实现对目标物体位移的精确监测和记录。
测斜仪的工作过程可以简单描述为，首先，测斜仪通过内置的
光学测量技术对目标物体的倾斜角度进行测量；然后，利用传感器
技术对目标物体的位移和变形情况进行监测；最后，将测量的数据
传输给数据采集系统进行处理和分析，从而实现对目标物体变形情况的监测和预警。
总之，测斜仪的原理是基于光学测量技术和传感器技术，通过对目标物体的倾斜角度和位移进行测量和监测，实现对其变形情况的准确判断。
测斜仪在工程监测和安全预警中发挥着重要作用，能够有效地保障工程的安全和稳定。
希望本文能够帮助读者更好地理解测斜仪的原理和工作过程，为工程监测提供参考和指导。
固定式测斜仪原理
固定式测斜仪原理测斜仪是一种用于测量地下工程中孔洞的倾角和方向的仪器。
固定式测斜仪是其中一种常用的测斜仪，它通过固定在孔洞中的传感器来测量倾角和方向信息。
本文将介绍固定式测斜仪的工作原理及其应用。
固定式测斜仪的工作原理主要基于重力和测量原理。
在地球引力的作用下，固定式测斜仪中的传感器会受到一个向下的重力，而地下工程中的倾角会导致传感器所受重力的方向和大小发生变化。
通过测量传感器所受重力的方向和大小的变化，可以计算出孔洞的倾角和方向。
固定式测斜仪通常由传感器、数据采集系统和显示设备组成。
传感器是固定在孔洞中的装置，它可以感知重力的变化。
数据采集系统负责采集传感器的数据，并将其传输给显示设备进行处理和显示。
显示设备可以是计算机、手机或者专用的显示器，用于显示测量结果。
固定式测斜仪常用的传感器有倾角传感器和方向传感器。
倾角传感器用于测量孔洞的倾斜角度，它通常采用加速度计或倾角传感器来实现。
方向传感器用于测量孔洞的方向，它通常采用磁力传感器或陀螺仪来实现。
固定式测斜仪的测量精度取决于传感器的精度和数据采集系统的采样率。
倾角传感器的精度通常在0.01度左右，方向传感器的精度通常在0.1度左右。
数据采集系统的采样率越高，测量结果的精度就越高。
固定式测斜仪广泛应用于地下工程中。
它可以用于监测地下隧道、井筒、边坡等工程结构的倾斜和变形情况。
通过实时监测测斜仪的测量结果，工程师可以及时发现和处理潜在的安全隐患，保障地下工程的施工和运营安全。
固定式测斜仪的应用还可以扩展到其他领域。
例如，在地下矿井中可以使用固定式测斜仪来监测矿井的倾斜和变形情况，以确保矿工的安全；在地质勘探中可以使用固定式测斜仪来测量地层的倾角和方向，以帮助地质学家理解地下地质结构。
固定式测斜仪是一种用于测量地下工程中孔洞倾角和方向的重要工具。
它通过固定在孔洞中的传感器来测量重力的变化，从而得到倾角和方向的信息。
固定式测斜仪的应用广泛，可以用于地下工程的监测和地质勘探等领域。
测斜仪的原理及使用方法
测斜仪是一种用来测量钻孔、基坑、地基基础以及墙体等方面的测量设备。
该设备的使用寿命较长，从而广泛的用于建筑行业之中。
测斜仪按照工作原理主要分为伺服加速度式、电阻应变片式、差动电容式以及钢弦式等多种。
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，目前使用较多。
另外，测斜仪上下各有一对滑轮，上下轮距500毫米，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。
与此同时，测斜仪的使用方法如下：
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。
需要注意的是，这各点的实际位移是测点到基准点相对位移的累加。
待测斜管埋入开挖面以下，岩层应不少于1米，土层不少于4米。
以上就是有关测斜仪的原理及使用方法方面的相关内容介绍，仅供广大人士进行参考。
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超声波测斜仪 工作原理
超声波测斜仪工作原理
嘿，朋友们！今天咱就来唠唠这超声波测斜仪的工作原理。
你说这东西神奇吧，就像一个小侦探一样，能探测出那些我们肉眼看不到的倾斜情况！
咱就拿建房子打个比方吧。
师傅们在盖高楼的时候，要是不知道楼歪没歪，那可就麻烦了！这时候超声波测斜仪就登场啦！它就像是师傅们的得力小助手。
它到底是怎么工作的呢？简单来说，就是通过发射超声波来探测。
这超声波呀，就好比是无数个小精灵，迅速地向目标跑去。
然后呢，它们碰到东西后会反弹回来，测斜仪就根据这些反弹回来的信号来判断倾斜的情况咯！哎呀，你想想，这多厉害呀！
比如说在一个大工程里，工程师们拿着这个测斜仪，就像是拿着一把神奇的钥匙，可以打开了解地下情况的大门。
“哇塞，这里的倾斜情况原来是这样的呀！”他们会这么惊叹。
再举个例子，在山体监测中，要是没有这个宝贝，谁知道山体什么时候会悄悄发生危险的倾斜呀！但有了它，就等于有了一双警惕的眼睛，时刻盯着呢！你说这是不是超棒？
超声波测斜仪就是这么厉害，能够精准地探测到那些微小的变化，给我们的生活和工作带来了巨大的保障！它就像是一个默默守护的卫士，悄悄地为我们的安全和工程质量保驾护航呢！所以说呀，这超声波测斜仪可真是个了不起的发明！。
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测斜仪原理测斜仪的正确使用方法及注意事项
测斜仪是一种用于测量钻孔、基坑、地基基础、墙体和坝体坡等工程构筑物的顶角、方位角的仪器。
分为便携式测斜仪和固定式测斜仪，便携式测斜仪分为便携式垂直测斜仪和便携式水平测斜仪，固定式分为单轴和双轴测斜仪，目前应用最广的是便携式测斜仪。
测斜仪的应用却非常广泛，为我们的生活提供了很大的便利。
在工程测量与建筑中，除了要求工作人员要有专业的知识和认真细心对待的决心外，还需要借助许多外界的力量和设备才能精确地完成任务。
而测斜仪就是一种工程测量中经常用到的工具，工作人员利用这种仪器进行钻孔、基坑、地基基础、墙体和坝体坡等工程构筑物的顶角、方位角的测量，使得工程顺利精确地进行。
可是测斜仪原理我们都了解多少呢？我们应该怎样运用测斜仪原理为我们的生活提供更多的便利，接下来将为大家具体的介绍有关测斜仪原理的相关知识。
测斜仪定义
所谓井眼轨迹，实指井眼轴线。
一口实钻井的井眼轴线乃是一条空间曲线。
为了进行轨迹控制，就要了解这条空间曲线的形状，就要进行轨迹测量，这就是测斜。
所使用的仪器就称为测斜仪。
每隔一定长度的井段测一个点，这些井段称为测段，这些点称为测点。
测斜仪在每个点上测得的参数有三个，即井深、井斜角和井斜方位角。
这三个参数就是轨迹的基本参数。
1。
倾斜仪原理及使用方法
倾斜仪原理及使用方法结构物产生的倾斜变形，通过安装支架传递给倾斜传感器。
传感器内装有电解液和导电触点，当传感器发生倾斜变化时，电解液的液面始终处于水平，但液面相对触点的部位发生了改变，也同时引起了输出电量的改变。
倾斜器随结构物的倾斜变形量与输出的电量呈对应关系，以此可测出被测结构物的倾斜角度，同时它的测量值可显示出以零点为基准值的倾斜角变化的正负方向。
倾斜器可布设为一个测量单元独立工作，亦可多支连点布设测出被测结构物的各段倾斜量，以此将结构物的变形曲线描述出来。
若在被测物上装成二维方向，可测量结构物的二维变形。
倾斜仪可以回收重复使用，并且可方便实现倾斜测量的自动化。
像倾斜仪使用方法？1）三脚架调成等长并适合操作者身高，将仪器固定在三脚架上，使仪器基座面与三脚架上顶面平行。
2）将仪器舞摆放在测站上，目估大致对中后，踩稳一条架脚，调好光学对中器目镜（看清十字丝）与物镜（看清测站点），用双手各提一条架脚前后、左右摆动，眼观对中器使十字丝交点与测站点重合，放稳并踩实架脚。
3）伸缩三脚架腿长整平圆水准器4）将水准管平行两定平螺旋，整平水准管。
5）平转照准部90度，用第三个螺旋整平水准管。
6）检查光学对中，若有少量偏差，可打开连接螺旋平移基座，使其精确对中，旋紧连接螺旋，再检查水准气泡居中。
测斜仪的原理？下面是测斜仪的工作原理：1. 重力加速度原理：测斜仪利用运动物体在地球引力下受到的重力影响，通过测量物体倾斜角度和高低差，来计算其向各个方向倾斜的程度。
2. 夹角传感技术原理：测斜仪中通常会采用一定的传感技术，如光学、声波、惯性等，来测量物体与测量仪之间的夹角，并将这些数据转换为电信号。
3. 微机处理原理：测斜仪内部有微处理器，可以将从内部传感器收集来的数据进行处理并输出结果。
例如，在所采用的三维磁敏测斜仪中，内部集成的倾角计算芯片会依靠产品手册中精度及分辨率公式，来将电信号转化为真实的倾角值。
4. 数据显示原理：最后，测斜仪通常配备显示屏、计算机或其他外部设备，以便用户能够观察到测量结果。
测斜仪测量距离的原理
测斜仪测量距离的原理
测斜仪是一种用来测量地面倾斜角度的仪器，它可以被用来测量高度差、水平距离以及垂直距离。
测斜仪的原理基于以下两个基本原理：
1. 倾斜角度的测量：测斜仪使用一个基于气泡位置的气泡管来测量倾斜角度。
气泡管中装有液体（通常是酒精），当斜面倾斜时，液体将会倾斜并使气泡偏离中心位置。
测斜仪上会有一个刻度盘，用来读取气泡的位置，从而测量出倾斜角度。
2. 距离测量：测斜仪通常配备一个水平基线或测距仪，用于测量水平距离。
在测量中，通过仪器上的刻度盘或测距仪上的刻度线，可以测量出两个测点之间的水平距离。
通过上述原理，测斜仪可以准确测量倾斜角度和水平距离，从而计算出高度差和垂直距离。
移动测斜仪的工作原理
移动测斜仪的工作原理
移动测斜仪的工作原理是基于测量物体的倾斜角度来确定水平方向的工具。
它使用了加速度计和陀螺仪等传感器来测量物体的加速度和角速度，并通过这些测量值计算物体的倾斜角度。
具体工作原理如下：
1. 加速度测量：测斜仪内置了一个或多个加速度计传感器，用于测量物体在三个轴向上的加速度，即X轴、Y轴和Z轴。
加速度计可以通过测量物体的重力加速度成分来确定倾斜角度。
2. 角速度测量：测斜仪内置了一个或多个陀螺仪传感器，用于测量物体在三个轴向上的角速度，即绕X轴、Y轴和Z轴的
旋转速度。
陀螺仪可以通过测量物体的旋转角速度来确定物体的倾斜角度。
3. 数据处理：测斜仪将通过加速度计和陀螺仪测量得到的数据进行处理和分析。
一般会采用滤波算法和数学模型来提高测量精度，并排除由于震动或其他干扰因素引起的误差。
4. 倾斜角度计算：根据测得的加速度和角速度数据，测斜仪可以计算出物体相对于水平方向的倾斜角度。
一般有两种常用的计算方法：欧拉角法和四元数法。
5. 数据输出：测斜仪将计算得到的倾斜角度数据输出给使用者。
一般可以通过显示屏、数据接口或者蓝牙等方式将数据传输给外部设备，供用户实时监测和记录。
综上所述，移动测斜仪的工作原理是利用加速度计和陀螺仪等传感器测量物体的加速度和角速度，并通过数据处理和计算来确定物体的倾斜角度。
这种倾斜角度测量方法可以广泛应用于各种工程、建筑和地质测量领域。
测斜管的作用原理
测斜管的作用原理
测斜管是一种用于测量斜度或倾斜角度的仪器，常见的应用场景包括建筑、工程、航空、航海等领域。
其作用原理如下：
1. 重力作用原理：测斜管内填充了液体（如水），液体会受到重力的作用，保持水平面。
当测斜管倾斜时，液体会偏离水平面，通过测量液体与水平面的角度来确定倾斜角度。
2. 气泡作用原理：有些测斜管采用气泡作为指示器，液体中的气泡会受到重力和浮力的作用，在水平状态下气泡会位于中心位置。
当测斜管倾斜时，液体会流动，使气泡偏离中心位置，通过测量气泡偏离中心的距离来确定倾斜角度。
3. 压阻传感器原理：有些测斜管内部装有压阻传感器，当测斜管倾斜时，压阻传感器会受到倾斜的作用力，通过测量传感器的压阻值来确定倾斜角度。
测斜管的原理基于重力、浮力和压力的相对作用关系，利用这些物理原理测量倾斜角度。
具体实现方式可以根据应用领域和设计要求的不同而有所差异。
浅谈测斜仪设计与应用
摘要：文章主要从测斜仪的原理出发，分别简述了测斜仪硬件电路设计，以及系统软件设计，以期为行业提供有效的参考与借鉴。
关键词：测斜仪设计；系统软件设计
一、测斜仪的原理
测斜管通常安装在穿过不稳定土层至下部稳定地层的垂直钻孔内。使用数字垂直活动测斜仪探头，控制电缆，滑轮装置和读数仪来观测测斜管的变形。第一次观测可以建立起测斜管位移的初始断面。其后的观测会显示当地面发生运动时断面位移的变化。观测时，探头从测斜管底部向顶部移动，在半米间距处暂停并进行测量倾斜工作。探头的倾斜度由两支受力平衡的伺服加速度计测量所得。一支加速度计测量测斜管凹槽纵向位置，即测斜仪探头上测轮所在平面的倾斜度。另一支加速度计测量垂直于测轮平面的倾斜度。倾斜度可以转换成侧向位移。对比当前与初始的观测数据，可以确定侧向偏移的变化量，显示出地层所发生的运动位移。绘制偏移的变化量可以得到一个高分辨率的位移断面图。此断面图有助于确定地面运动位移的大小，深度，方向和速率。
图2.1测斜仪硬件系统
针对检测系统的被测对象，选择合适的测量方法和传感器，本系统的检测对象是仪器的倾斜角、方位角和工具面角；根据系统在实际运行环境中对电源的要求，设计合适的电源；设计合适的数据采集方案，并给出具体的软硬件实现，本检测系统的数据采集应当直接在井下完成；数据处理应以井上的计算机为中心，编写上位机软件实现测斜前后的系统控制、数据处理功能。系统的总体功能设计主要包括以下几种功能：
三、系统软件设计
1.系统通信实现
通信过程主要包括参数设置以及数据通信。参数设置是系统进行通信之前必须进行的一步，需要统一上下位机之间的数据帧格式和传输速率。其中最重要的参数主要为－波特率、奇偶校验位、数据位以及停止位。参数设置完成之后就可以进入数据通信阶段。在通信过程中，下位机不断检测来自上位机的数据起始位。在检测到起始位之前，接受设备一直处在停止或空闲位阶段，当接收到下跳沿则表明起始位出现。经过确认之后便开始按数据顿格式对所传输的数据位进行接收，待一个完整的数据倾传输完毕，系统将会去掉停止位，把数据位排列成一个字节，通过校验确认无误表示正确接收一个字符。接收设备将不断重复以上整个过程，直到）硬件系统中，比较常见的电磁干扰主要来自两个方面，其一为外界的强电磁辖射，另外一方面则是系统本身由于电源线所产生的电磁干扰。因此电源线的合理布置是减少系统干扰行之有效的方式之一。首先，系统自身电路干扰的产生是由于电源线与地线之间的环路面积所过大所致，因此应该尽量缩小他们之间的距离来减小干扰。其次，在模数混合电路中，应对他们分开供电，这样同样能够减少干扰。更重要的一点，数字电源和模拟电源应分幵放置，避免相互重叠，这样就不会有親合电容产生，保证了系统分离度。最后，芯片的电源和地之间应釆用０．１／＾电容进行去親，去親电容应靠近芯片傳接，同时要尽量减小去稱回路面积。（2）地线的布局；地线是系统工作电路的参考电位，同时对于信号回路还具有低阻抗作用。在进行地线设计布置时应适当加粗线宽，这样既能够保证信号的稳定性，还可以提高抗噪声性能，减少地线噪声对低电平数字电路的影响。对于公共地线，应该尽量将其布置在边缘处，连线时防止闭合，避免电磁感应。通常情况地线所产生的干扰可能会让系统控制核心做出误判断，使之产生误动作；同时，传导和福射也可能因此而发生。因此，通过减小地线阻抗来减小或避免干扰是设计过程中必须考虑的内容。在布局过程中，应具有针对性，根据电源电压的不同将数字地和模拟地分开布置并最终在电源处连接。
yantubbs-浅析测斜仪监测原理和应用
浅析测斜仪监测原理和应用
王继华 彭振斌 杜长学 邹英
(中南大学地学和环境工程学院 长沙市 410083)
提要 测斜仪是一种测定钻孔倾角和方位角的仪器 。该文介绍了测斜仪监测的一些相关理论 ,并详细阐述了实际 应用步骤和减小误差措施 。最后运用一个工程实例介绍了测斜仪在岩土工程 、施工及其运行安全中的应用 。 关键词 测斜仪 岩土工程 监测 位移
2005 年第 2 期 勘 察 科 学 技 术 57
以表格和图形形式输出。其计算机程序流程见图 3。
由于整个测斜管所有同段上正 、反方向两次测 值和的一半的计算值 ,应为测斜仪的理论铅直状态 下的读数值 ,此 F 应为定值 。如果测值 F 有离散 性 ,可能是下面四种情况引起的 :
Y( - ) 向测值
- 523
560
X向 位移/ mm
- 2517128
Y向 位移/ mm
- 1218130
方向 与 X ( + ) 向夹角 (″)
2614877
2
- 4150
- 767
786
- 345
378
- 1813399
- 815621
2510259
3
- 3150
- 524
551
- 53
88
- 1217187
为了消除系统误差 ,每个方向 ( ±X , ±Y) 的位 移 (倾角) 应逐段正 、反方向各测读一次 ,取其差值的 一半计算各段位移量 。即 :
F = [ ( + X , + Y) - ( - X , - Y) ]/ 2 (4) 式中 : F 为倾斜仪的实时电测量值 ,单位为 mv ; ±X , ±Y 为每个方向的测试读数 ,单位为 mv。
测斜仪的工作原理
测斜仪的工作原理
在基坑工程中测斜装置主要是用来量测挡墙的水平位移以及土层中各点的水平位移的。
测斜装置由三部分组成;测斜仪、测斜管和数字式测读仪，其中测斜管埋设于挡墙内或土体中，量测时将测斜仪伸入测斜管内，并由引出导线将测斜管的水平位移量值瞬时反映在测读仪上。
测斜仪的外观为细长金属鱼雷状探头，上、下两端配有两对导向轮，上端有与测读仪连接的绝缘量测导线。
图129所示为一个测斜仪的构造示意图。
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线的倾角。
倾角的变化可由电信号转换而来，从而可以知道被测对象的位移变化值。
在摆锤上端固定一个弹簧铜片，铜片上端固定，下端靠着摆线，当测斜仪倾斜时，摆线在摆锤的重力作用下保持铅直，压迫簧片下端，使簧片发生弯曲，由粘贴在簧片上的电阻应变片输出电信号，测出簧片的弯曲变形，即可得知测斜仪的倾角，从而推出测斜管的位移。
市场上供应的测斜管一般有 PVC塑料管和铝合金管两种，管长分有 2m和4m 两种规格，管段之间由外包接头管连接。
测斜管内对称分布有四条十字型凹型导槽，作为测斜仪导向轮上下滑行的滑道。
铝合金管的韧性和柔度较好，比PVC 管更适合于现场监测，但成本较高。
实际量测时，将测斜仪与标有刻度的信号传输线连接，信号线另一端与测读仪连接。
测斜仪上有两对导向轮，可以沿测斜管的凹型导槽滑入管底，然后每隔一段距离向上拉线读数，测定各位置处管道与垂直线之间的相对倾角，假定土体或挡墙与测斜管之间挠曲变形相协调，就能得到土层或挡墙内不同标高
位置处的水平位移，只要配备足够多的量测点，所绘制的曲线是连续光滑的。
微机械电子式测斜仪
微机械电子式测斜仪1. 引言测斜是指利用测斜仪器测量地表或地下结构物倾斜角度的一种技术。
在工程领域中，测斜仪的应用非常广泛，可以用于测量建筑物、桥梁、坑道等结构物的倾斜情况，为工程安全评估和监测提供参考数据。
微机械电子式测斜仪则是一种结合了微机械技术和电子技术的测斜仪器，具有体积小、精度高、便于安装和使用等优点。
本文将介绍微机械电子式测斜仪的工作原理、主要特点以及应用领域等内容。
2. 工作原理微机械电子式测斜仪采用了MEMS（Micro-Electro-Mechanical System，微机电系统）技术，将微机械传感器与电子技术相结合，实现了倾斜角度的测量。
其工作原理可以简述为：1.微机械传感器感知倾斜角度：微机械传感器通常采用加速度计和陀螺仪等器件，通过感知地面的重力和角速度信息，测量出倾斜角度。
2.传感器信号处理：微机械电子式测斜仪内部搭载了专门的电路和芯片，对传感器产生的电信号进行放大、滤波和数字化等处理，以获得准确的倾斜角度数据。
3.数据显示与输出：倾斜角度数据通过内置的显示屏或者输出接口展示给用户。
用户可以直接通过显示屏读取数据，也可以通过接口将数据传输至计算机或其他设备进行进一步处理和分析。
3. 主要特点微机械电子式测斜仪相比传统的机械式测斜仪具有以下主要特点：3.1. 小型化设计微机械电子式测斜仪采用了微机械技术，使仪器的体积大大减小。
传统的机械式测斜仪通常体积较大，不便于携带和安装，而微机械电子式测斜仪可以轻松携带，方便实施。
3.2. 高精度测量微机械电子式测斜仪的传感器采用了高精度的微机械元件，可以实现更准确的角度测量。
传统的机械式测斜仪在精度上较低，受到环境因素的影响较大，而微机械电子式测斜仪可以在不同环境下保持较高的测量精度。
3.3. 方便快捷的数据处理微机械电子式测斜仪内部集成了数据处理芯片，能够将测量得到的倾斜角度数据进行快速处理，并进行显示或输出。
传统的机械式测斜仪需要手动记录数据，不便于后续处理和分析。
倾斜仪原理
倾斜仪原理一、引言倾斜仪是一种常用的测量仪器，用于测量物体相对于水平面的倾斜角度。
它在工程、建筑、航空航天等领域有着广泛的应用。
本文将介绍倾斜仪的原理及其工作过程。
二、倾斜仪的原理倾斜仪的原理基于重力感应原理。
它内部集成了加速度传感器，通过测量加速度传感器所受到的重力加速度来确定物体的倾斜角度。
三、加速度传感器加速度传感器是倾斜仪的核心部件。
它通常由微机电系统（MEMS）技术制造而成。
加速度传感器内部包含微小的弹簧质量体和感应电容器。
当物体发生加速度或倾斜时，弹簧质量体会受到力的作用而发生位移，从而改变感应电容器的电容量。
四、工作原理倾斜仪中的加速度传感器会感应到物体所受到的重力加速度，并将其转化为电信号。
这个电信号经过放大和滤波后，会传递给微处理器进行数字化处理。
微处理器会通过内置的算法计算出物体的倾斜角度，并将结果显示在倾斜仪的屏幕上。
五、倾斜仪的应用倾斜仪在工程测量中有着广泛的应用。
它可以用于测量建筑物、桥梁、道路等结构物的倾斜角度，以保证工程质量。
此外，倾斜仪还可以用于航空航天领域，用于飞行器的姿态控制和导航系统。
在船舶、汽车等交通工具中，倾斜仪也常被用于检测车辆的倾斜状况，以确保行驶安全。
六、倾斜仪的优势相比于传统的测量方法，倾斜仪具有以下优势：1. 高精度：倾斜仪采用先进的传感器和算法，可以实现高精度的倾斜角度测量。
2. 实时性：倾斜仪可以实时地监测物体的倾斜状况，并及时做出反应，提高工作效率。
3. 易于使用：倾斜仪操作简单，只需要将其放置在测量物体上即可进行测量。
4. 多功能：倾斜仪可以实现不同角度的倾斜测量，并且可以根据用户需求进行定制。
七、倾斜仪的发展趋势随着科学技术的不断进步，倾斜仪也在不断发展。
目前，越来越多的倾斜仪开始采用无线传输技术，可以通过蓝牙或Wi-Fi与其他设备进行数据传输。
此外，一些倾斜仪还集成了GPS功能，可以实现位置信息的获取和记录。
八、结论倾斜仪是一种基于重力感应原理的测量仪器，通过内置的加速度传感器测量物体的倾斜角度。
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5 6 勘 察 科 学 技 术 2005 年第 2 期
图 2 测斜仪的工作流程示意
液面相对触点的部位会改变 ,从而导致输出电量的
改变 。倾斜仪随结构物的倾斜变形量与输出的电量
呈线性关系 ,以此可算出被测结构物角度的变化量 。
即 :当被测结构物发生倾斜变形时 ,倾斜仪将同步感 受变形 ,其变形量 Δs 与输出的读数ΔF 具有如下线
Discussion on Test Principle and Application of Inclinometer
Wang Jihua Peng Zhenbin Du Changxue Zou Ying (College of Geosciences and Environmental Engineering ,Central South University)
1 引言
测斜仪是一种测定钻孔倾角和方位角的原位监 测仪器 。在国外 ,上世纪五十年代就利用测斜仪对 土石坝 、路基 、边坡及其隧道等岩土工程进行原位监 测 。我国从八十年代开始引进美 、日 、英等国生产的 测斜仪对一些重大的岩土工程进行原位监测 ,取得 了良好效果 。一些相关的研究机构随后研制出电阻 应变式 、加速度计式和电子计式等智能型测斜仪 。 到目前为止 ,各种各样的测斜仪广泛应用于水利水 电 、矿产冶金 、交通与城建岩土工程领域 ,在保证岩 土工程设计 、施工及其使用安全中 ,发挥了重要的作 用。
本次监测使用的仪器是南京葛南事业有限公司 生产的 GN - 1A 型固定式测斜仪 ,通过自动数据采 集和处理系统 ,可以得到测斜仪监测成果表 。表 1 为 1 号孔的监测情况 。
序号 1
孔深 /m - 5150
X( +) 向测值
- 1080
X( - ) 向测值
1105
表 1 1 号孔监测成果
Y( + ) 向测值
作者简介 :王继华 ,男 ,1977 年生 ,博士研究生 ,研究方向地学和环境 工程 。 收稿日期 :2004 - 07 - 05
图 1 测斜监测的原理示意
在现场使用中 ,一般要对被测结构物逐段 (标准 基本长度为 500mm) 进行测量 ,这样就需要在被测结 构物上埋设测斜管 。测斜管内径上有两组互成 90° 的导向槽 ,将测斜仪顺导槽放入测斜管内 。当被测 结构物产生倾斜变形时 ,通过安装基尺传递给倾斜 传感器 ,由于传感器内装有电解液和导电触点 ,所以
1) 测斜仪前 、后两组导轮的几何形心的连线在 正 、反两次测量时不完全平行 ;2) 导向轮与导向槽的 配合不好 ;3) 导向轮与轮架之间的间隙太大 ;4) 测斜 管与膨润土球或原土沙固结不好 。
5 工程实例
图 3 测斜仪数据采集和处理系统程序流程
4 减少误差措施
为提高测量精度 ,在测量时 ,当四个导向轮在某 一个测量段没有完全进入导向槽时 ,算术和值 S 会 出现较大的变化 。因此在测量时一定要使四个导向 轮完全进入导向槽中 ,在测管的接头处可反复多测 几次 。如果某一 、两处的和值与正常值明显偏差过 大可剔除不用 。这都是由于一头导向轮不在导向槽 中引起的 ,这种情况多发生在管接头处 。
5 8 勘 察 科 学 技 术 2005 年第 2 期
对于一个场地或者结构物 ,观测点应该因地制 宜 ,合理布置 。一般要求相邻观测点的水平距离为 一个成孔深 ,也可根据岩土工程等级适当加密或减
少观测点 。施工时尽量要求钻孔是铅锤的 ,偏差角 应小于 2°。终孔直径应大于测斜管外径 30mm ,钻孔 深度应超过最深位移带 5m。所有钻孔在埋设测斜 管前应该进行验收 ,合格后才能埋设 。 31112 测斜管的安装
511 工程概况 LN G 电厂位于广东省惠州市大亚湾壳牌石油项
目旁 。该厂东临大海 ,北为丘陵地貌 。地基处理面 积约 36106 万 m2 。本次试验区监测与检测 ,面积约 900m2 。根据深圳市勘察测绘院提供的工程地质勘 察报告表明 ,场地内无揭露淤泥质土之类的软弱下 卧土层 。试验区内采用强夯 、碾压加固的处理方法 。 测斜仪监测的主要目的是监测强夯过程中引起的土 体侧向位移 。 512 设计布置
Abstract Inclinometer is an Instrument testing drift angle and azimuth of drift hole. Some related theories of the inclinometer were introduced and actual applied steps and reducing error measures were described. In the paper finally , making use of a typical engineering example to elucidate inclinometer test . Application in the geotechnical engineering design , construction and its usage within safety. Keywords inclinometer ;geotechnical engineering ;test ; displacement
性关系 :
Δs = L sin (θ/ 3600)
(1)
θ = K′ΔF = K′( F - F0)
(2)
式中 :Δs 为被测结构物在基尺标距长度上相对
于基准轴的倾斜变形量 , 单位为 mm; L 为倾斜仪安 装基尺的标准基本长度 , 单位为 mm;θ为被测结构
物相对于基准点的倾斜角变化量 , 单位为秒 ; K′为 倾斜仪测量倾斜角度的最小读数 ,单位为秒/ mv;ΔF
按照设计及规范要求 ,共布设 3 个监测点 (靠近 海边) ,位置按设计方要求布设 。测斜监测分别在地 面下约 115 、215 、415 、515m 处进行 。测斜管埋设好 后 ,强夯施工前每天观测 1 次 ,强夯施工时加密观 测 ,以后每天观测一次 ,总共监测时间为一个月 。 513 监测数据采集与处理
为了消除系统误差 ,每个方向 ( ±X , ±Y) 的位 移 (倾角) 应逐段正 、反方向各测读一次 ,取其差值的 一半计算各段位移量 。即 :
F = [ ( + X , + Y) - ( - X , - Y) ]/ 2 (4) 式中 : F 为倾斜仪的实时电测量值 ,单位为 mv ; ±X , ±Y 为每个方向的测试读数 ,单位为 mv。
为倾斜仪实时测量值相对于基准值的电压变化量 ,
单位为 mv; F 为倾斜仪的实时电压测量值 , 单位为
mv; F0 为倾斜仪的基准电压测量值 ,单位为 mv。 根据结构物的倾斜变形量 , 从而可换算出标准
基本长度范围内的水平位移 , 通过算术和得到测孔
全长范围内的水平位移 。即 :
n
∑ Δs = Δsi
- 116710
714849
4
- 2150
- 265
287
- 142
- 114
- 615392
- 013317
219043
5
- 1150
- 134
152
289
- 250
- 313892
613853
- 6210416
6
- 0150
- 302
325
562
535
- 714267
013183
- 6210416
(3)
i =1
式中 : s 为测孔全长范围内的水平位移 , 单位为
mm; n 为测孔全长范围内的测试点数 。
也可测量出以仪器安装基尺为标准基本长度的
角位移变化量 ,同时它的测值可显示出以基准值为
零点倾斜角变化的正负方向 ,即可描述出测斜管随
结构物变形的曲线 。
3 测斜仪监测应用步骤
311 准备工作 31111 布置观测点与成孔
2005 年第 2 期 勘 察形式输出。其计算机程序流程见图 3。
由于整个测斜管所有同段上正 、反方向两次测 值和的一半的计算值 ,应为测斜仪的理论铅直状态 下的读数值 ,此 F 应为定值 。如果测值 F 有离散 性 ,可能是下面四种情况引起的 :
Y( - ) 向测值
- 523
560
X向 位移/ mm
- 2517128
Y向 位移/ mm
- 1218130
方向 与 X ( + ) 向夹角 (″)
2614877
2
- 4150
- 767
786
- 345
378
- 1813399
- 815621
2510259
3
- 3150
- 524
551
- 53
88
- 1217187
测斜管的安装质量是测试效果的关键 ,应该遵 循如下步骤 :
1) 将测斜管装上管底盖 ,用螺丝或胶固定 ; 2) 将测斜管按顺序逐根放入钻孔中 ,测斜管与 测斜管之间用接管连接 ,并用螺丝固定 。测斜管在 安装中应注意导槽的方向 ,导槽方向必须与设计要 求定准的方向一致 。将组装好的测斜管按次序逐节 放入钻孔中 ,直至孔口 ; 3) 当确认测斜管安装完好后即可进行回填 (一 般用膨润土球或原土沙) 。回填时每填至 3～5m 时 要进行一次注水 ,使膨润土球或原土沙遇水后 ,与孔 壁结合的牢固 ,直至孔口 ; 4) 测斜管地表管口段浇注混凝土 ,做成混凝土 墩台以保护管口和管口转角的稳定性 。墩台上应设 置位移和沉降观测标点 ; 5) 露在地表上的测斜管应注意做好保护 ,盖上 管盖 ,防止物体落入 ; 6) 安装完成后的测斜管应先用模拟测斜仪试 放 ,试放时测斜管互成 90°的两个导向槽都应从上到 下试放到 ,保证模拟测斜仪顺测斜管能顺畅通过 。 31113 测斜仪的组装 在测试之前必须对测斜仪进行检验校正 ,并做好 测试前的准备工作 ,再进行组装。 312 测试过程 首先将测斜仪置入测斜管内 ,要使导向轮完全 进入导向槽内 。方向应为导向轮的正向与被测位移 坐标 ( + X) 的正向一致时测值为正 ,相反为负 。然 后根据电缆上标明的记号 ,每基本长度测读一次测 斜管轴线相对基准轴线的倾角 。测试方式应遵循下 面两个要点 :当测斜管下部可靠固定在基岩中 (埋入 深度应大于 5000mm) ,可认定基岩没有位移 。此时 测量可至下而上测读一次 ,直至管口 ;当测斜管底部 悬挂 (底部未与基岩固定) ,此时测量应由上至下进 行测量 。 313 监测数据采集与整理分析 目前监测数据的采集与整理分析过程一般采用 自动化集成处理系统 。这种自动数据采集和处理系 统 ,可成倍地提高工作效率和质量 。它是根据测斜 仪的参数和有关计算公式编制计算机程序 ,其成果