位移測量通常指的是水平位移測量,是指用觀測儀器和設(shè)備對水工建筑物及地基有代表性的點位進行的水平方向位移量的量測。測量并分析水平位移的規(guī)律性,目的在于了解水工建筑物在內(nèi)、外荷載和地基變形等因素作用下的狀態(tài)是否正常,為工程安全運行提供依據(jù)。
中國規(guī)定水平位移的方向向下游為正,向上游為負;向左岸為正,向右岸為負?;炷两ㄖ锏乃轿灰仆ǔJ怯捎谒蜏囟群奢d的作用、壩基不均勻沉降、壩體和壩基的徐變變形、混凝土材料的自身體積增長和其他變化因素等引起。土石建筑物的水平位移主要是由于水荷載的作用、壩體土料的壓縮(或固結(jié))、壩基不均勻沉降、土料的冰凍消融等引起。水平位移變化有一定規(guī)律性。測量并分析水平位移的規(guī)律性,目的在于了解水工建筑物在內(nèi)、外荷載和地基變形等因素作用下的狀態(tài)是否正常,為工程安全運行提供依據(jù)。
表面水平位移測量是量測水工建筑物和壩基的表面測點或水工建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)的表面測點的水平位移,其主要測量設(shè)備安裝在表面。測量方法有視準線法、引張線法、激光準直法、垂線法、交會法和導線法等。
1、視準線法。
以經(jīng)過光學測量儀器的視準線建立一個平行或通過壩軸線的固定鉛直平面作為基準面,定期觀測確定的點位與基準面之間的偏離值的大小,即該點的水平位移。這種方法適用于混凝土建筑物頂部橫向水平位移和土石建筑物橫向水平位移的觀測。視準線法要求在水工建筑物上及其附近分別布置位移標點(測點)、工作基點和校核基點??刹捎媒?jīng)緯儀或視準線儀進行觀測,觀測方法有活動規(guī)標法和小角度法2種。
2、引張線法。
利用張緊在兩工作基點之間的不銹鋼絲作為基準線,測量沿線測點和鋼絲之間的相對位移,以確定該點的水平位移。這種方法適用于直線形的混凝土壩,一般設(shè)置在水平縱向廊道內(nèi)。
其觀測方法有2種:
①用肉眼或光學儀器對準測線鋼絲后,由測點上安裝的標尺讀數(shù),經(jīng)過計算求得該點的水平位移。
②在測點上安裝遙測引張線儀,在觀測室利用接收儀表或自動檢測裝置進行遙測記錄,然后求得水平位移。
3、垂線法。
以壩體或壩基的鉛垂線為基準線,運用坐標儀測定沿線壩體不同高程的點位和鉛垂線之間的相對位移。由垂線上不同高程測點的水平位移觀測資料可以繪制壩體沿垂線的撓度曲線。這種方法又稱為撓度觀測。適用于各種類型的混凝土壩,觀測準確度高,便于實現(xiàn)集中遙測和自動化,是大壩安全自動監(jiān)控的主要項目,少數(shù)高土石壩也利用垂線法觀測壩基水平位移。
4、激光準直法。
利用激光束代替通過光學測量儀器的視線進行照準的準直方法。這種方法適用于直線形混凝土壩。根據(jù)觀測裝置不同分為激光準直儀、波帶板激光準直系統(tǒng)和真空管道激光準直系統(tǒng)3種。其中,前兩種的觀測精度較視準線略有提高,但仍然不能消除空氣折光影響,后一種方法消除了空氣折光影響,使觀測準確度達到2X10單位,而且可同時測定測點的垂直位移,但是造價高,維護困難。
位移測量設(shè)備,用于測量機械、建筑等位移,機械零部件的幾何參數(shù)(尺寸、表面形狀等)以及在加工過程中連續(xù)測量鋼板、紙和橡膠等的幾何尺寸。由位移傳感器、測量電路和指示器等部分組成。其核心部件位移傳感器類型有電阻式位移傳感器 拉繩位移傳感器 磁致伸縮位移傳感器 差動式位移傳感器
1、電阻式位移傳感器
電阻式傳感器是一種應用較早的電參數(shù)傳感器,它的種類繁多,應用十分廣泛,其基本原理是將被測物理量的變化轉(zhuǎn)換成與之有對應關(guān)系的電阻值的變化,再經(jīng)過相應的測量電路后,反映出被測量的變化。 電阻式傳感器結(jié)構(gòu)簡單、線性和穩(wěn)定性較好,與相應的測量電路可組成測力、測壓、稱重、測位移、測加速度、測扭矩、測溫度等檢測系統(tǒng),已成為生產(chǎn)過程檢測及實現(xiàn)生產(chǎn)自動化不可缺少的手段之一。電阻式傳感器主要有智電位器式、應變片式以及壓阻式傳感器三種。
2、拉繩位移傳感器
拉繩位移傳感器又稱拉繩傳感器、拉繩電子尺、拉繩編碼器。拉繩位移傳感器是直線位移傳感器在結(jié)構(gòu)上的精巧構(gòu)成,充分結(jié)合了角度傳感器和直線位移傳感器的優(yōu)點,成為一款安裝尺寸小、結(jié)構(gòu)緊湊、測量行程大、精度高的傳感器,行程從幾百毫米至十幾米不等。
3、磁致伸縮位移傳感器
磁致伸縮位移傳感器通過內(nèi)部非接觸式的測控技術(shù)精確地檢測活動磁環(huán)的絕對位置來測量被檢測產(chǎn)品的實際位移值;該傳感器的高精度和高可靠性已被廣泛應用于成千上萬的實際案例中。由于作為確定位置的活動磁環(huán)和敏感元件并無直接接觸,因此傳感器可應用在極惡劣的工業(yè)環(huán)境中,不易受油漬、溶液、塵?;蚱渌廴镜挠绊憽?/p>
4、差動變壓器式傳感器
外管,內(nèi)管,線圈,前后端蓋,電路板,屏蔽層,出線等部分構(gòu)成。外管采用不銹鋼制成,內(nèi)管可采用不銹鋼或塑料等。電路板的作用是提供LVDT的初線線圈一個激勵信號,通過差動變壓器原理,在次級產(chǎn)生的輸出信號進入電路板進行信號處理,使輸出信號變成標準的可被計算機或PLC使用的電壓0-5V或4-20mA輸出。