金元集团安全监测培训-仪器原理、展示(2013-8-18)

1、贵州省大坝安全监测中心贵州省大坝安全监测中心 庞先明庞先明二二O O一三年八月一三年八月贵州金元集团贵州金元集团水电站安全监测仪器工作原理与展示水电站安全监测仪器工作原理与展示贵州省大坝安全监测中心贵州省大坝安全监测中心培训目录培训目录目目 录录安全监测仪器的发展历程安全监测仪器的发展历程差阻式仪器工作原理差阻式仪器工作原理弦式仪器工作原理弦式仪器工作原理仪器展示仪器展示 安全监测仪器的发展历程安全监测仪器的发展历程上世纪60年代以前，以进口为主60年代以后，国产监测仪器质量有了提高80年代后，差阻式、振弦式、电感式仪器得到了较大发展，国产监测仪器进入了多元化发展阶段安全监测发展历程：上世纪7

2、0年代以前称为原型观测，典型工程如新安江、丹江口、刘家峡等。70年代中期，观侧成果的作用日益显著，取得了一定进展。80年代中后期，随着电子计算技术的发展与应用，监测仪器自动化采集系统和资料处理分析技术得到了快速发展。90年代初，自动化技术开始向多元化发展，主要分为监测资料处理分析自动化和采集自动化。90年代中后期，监测工作由原型观测上升为安全监测，监测工作有了突破性进展。18301838年，法国，格罗斯博斯坝根据观测指导施工1891年，德国埃施巴赫混凝土重力坝开始变形观测1903年，美国对布恩顿重力坝进行温度观测19081909，澳大利亚在拱坝进行变形观测19191920，瑞士布置了世界上第一

3、座永久观测仪器的拱坝 20世纪50年代，中国开始研制大应变计（差阻式卡尔逊式Carlson ），70年代，垂线、引张线等变形观测仪器。传感器的发展传感器的发展系列类型系列类型主要仪器种类主要仪器种类差动电阻式差动电阻式DIDI系列应变计、系列应变计、CFCF系列测缝计、系列测缝计、KLKL系列钢筋计、系列钢筋计、SZSZ系列渗压计系列渗压计、DWDW系列电阻温度计、系列电阻温度计、MSMS系列锚索测力计、系列锚索测力计、MGMG系列锚杆应力系列锚杆应力计、计、WYWY系列位移计、系列位移计、GBJGBJ系列钢板计、系列钢板计、YUBYUB系列土压力计系列土压力计振弦式振弦式VDIVDI系列应变

4、计、系列应变计、VCFVCF系列测缝计、系列测缝计、VKLVKL系列钢筋计、系列钢筋计、VMSVMS系列系列锚索测力计、锚索测力计、VMGVMG系列锚杆应力计、系列锚杆应力计、 VWPVWP系列渗压计系列渗压计电位器式电位器式WYWY系列位移计、系列位移计、LFLF系列裂缝计、系列裂缝计、BWCBWC系列多点位移计、系列多点位移计、SXSX系列系列三向测缝计三向测缝计步进式步进式BJCBJC系列垂线坐标仪、系列垂线坐标仪、BJYBJY系列引张线仪系列引张线仪配套仪表配套仪表SQSQ系列数字式电桥、系列数字式电桥、YZYYZY系列水位计读数仪、系列水位计读数仪、DWYDWY系列电位器系列电位器式

5、读数仪、式读数仪、ZXYZXY系列振弦式读数仪、系列振弦式读数仪、BJBJ系列步进式读数仪系列步进式读数仪安全监测安全监测自动化系统自动化系统FWC2000FWC2000系列数据采集装置、系列数据采集装置、AMUAMU、MCUMCU等系列测量模块等系列测量模块差动电阻式仪器（又称卡尔逊式仪器）创始人：是美国加利福尼亚大学的卡尔逊（R，W.Carlson)博士在1932年研制成功的。原理：利用电阻丝变形与电阻比成正比的原理研制的，利用张紧在仪器内部的弹性钢丝作为传感部件将仪器感受到的物理量变换为模拟量，所以国外又称为弹性钢丝式仪器。特点：具有密封性能好、长期稳定性好、可靠度高、测试方法简单、可兼

6、测温度等优点。仪器主要工作原理及性能特点仪器主要工作原理及性能特点振弦式仪器原理：利用钢弦振动频率随钢丝应力变化的原理制成的，通过 电磁铁激振钢弦，测量由磁铁线圈感应钢弦振动频率得知钢丝应变，所以又称钢 弦式仪器。特点：该型仪器具有精度高、分辨率高、量程大、受环境影响小、可长距离传输、便于进行自动化观测等优点，且传感器可做得很小。仪器主要工作原理及性能特点仪器主要工作原理及性能特点u 可靠性高u 长期稳定性好u 温度补偿简单准确u 耐高温、高压u 适用于动态测量差动电阻式仪器主要特点仪器实物图片一应变计应变计钢板计钢板计钢筋计钢筋计多点位移计多点位移计锚索计锚索计温度计温度计仪器实物图片二测缝

7、计测缝计渗压计渗压计水位计水位计土压力计土压力计基岩变位计基岩变位计位移计位移计二次仪表图差阻式读数仪差阻式读数仪1差阻式读数仪差阻式读数仪2率定器率定器振弦式读数仪振弦式读数仪u仪器设备的功能仪器设备的功能u外部尺寸外部尺寸u量程量程u主要性能参数主要性能参数精度精度灵敏度灵敏度 非线性度非线性度 温度测量范围温度测量范围2022-6-2013/36监测仪器设备的性能指标2022-6-2014/36差阻式仪器读数仪（SQ-5数字电桥）测量范围测量范围基本量限备注电阻比 （Z）0.01%019999800012000反测电阻比（Z）0.01%019999800012000电阻值 （R），019

8、9.990125.00芯线电阻值（2r），0199.990125.00测量精度电阻比电阻值，基本误差0.01%0.02参 比 工作条件温度附加误差0.02%0.03正 常 工作条件环境要求环境温度环境相对湿度参比工作条件20280正常工作条件04085贮存条件-105075仪表电源直流：6F22（迭层）9v电池外形尺寸1858932 mm重量0.3 kg2022-6-2015/36差阻式渗压计2022-6-2016/36差阻式应变计DI-25型2022-6-2017/36差阻式应变计DI-15型2022-6-2018/36差阻式温度计DW-1型2022-6-2019/36差阻式钢板计GBJ-1

9、5G型2022-6-2020/36差阻式钢筋计KL-XX型2022-6-2021/36差阻式锚杆应力计MG-XX型2022-6-2022/36差阻式测缝计差阻式测缝计CF-12CF-12型型 上世纪初与差动电阻式传感器同期发明（1919年） 上世纪70年代，以美国基康公司为主的国际厂商将该类仪器在世界范围内推广，在欧美和苏联得到较多应用 我国在上世纪60年代开始跟踪研制 可以满足岩土工程各物理量监测需要，尤其是渗透压力测量需要振弦式传感器简介振弦式传感器简介振弦式传感器基本原理振弦式传感器基本原理 敏感元件是一根金敏感元件是一根金属钢丝，它与传感器受属钢丝，它与传感器受力部件连接固定，利用力部

10、件连接固定，利用钢弦的自振频率与钢弦钢弦的自振频率与钢弦所受的外加张力关系式所受的外加张力关系式测得各种物理量。测得各种物理量。 监测物理量：应力应变、渗漏、裂缝、位移、水位、温度等。 监测对象有：大坝、隧洞、矿井、港口、公路桥梁、地基基础、挡土墙、边坡、滑坡体、地铁系统、地下厂房、涵洞等类似的工程对象。振弦式传感器应用范围振弦式传感器应用范围振弦式 光纤光栅式 MEMSCCD 应变计系列：埋入式、表贴式 钢筋计系列：锚杆应力计、钢筋计 位移计系列：位移计、多点位移计 渗压计系列：渗压计、量水堰计 测缝计系列：埋入式、表贴计 锚索计系列：三弦、四弦、六弦式衍生的产品系列衍生的产品系列渗压计BG

11、K-4500S/4500SR/4500AL/4500SV振弦式渗压计BGK-FBG-4500S光纤光栅式渗压计图 片产品名称振弦式渗压计产品型号4500S4500SR4500AL4500SV标准量程0.35、0.7、1、2、3MPa70、170KPa0.35、0.7MPa非线性度直线： 0.5% FS； 多项式： 0.1% FS灵 敏 度0.025% FS0.035% FS0.025% FS过载能力50%仪器长度133mm25.40mm渗压计图 片产品名称振弦式渗压计产品型号4500S4500SR4500AL4500SV配套设备BGK-408振弦式读数仪BGK-02-250V6四芯屏蔽电缆BG

12、K-02-335VT8专用四芯通气电缆BGK-Micro-40自动数据采集仪BGK-8001低功耗无线数据采集装置渗压计水位计BGK-4675LV振弦式量水堰计BGK-FBG-4675LVT光纤光栅式液位计BGK-101平尺水位计图 片产品名称振弦式量水堰计光纤光栅式液位计产品型号4675LVFBG-4675LVT标准量程50/100/150/300/600/1500mm150/300/600mm精 度0.1% FS1.0%FS灵 敏 度0.025% FS0.1% FS温度范围0+65-30+80稳 定 性0.05%FS/年-水位计产品名称振弦式量水堰计产品型号4675LV配套设备BGK-40

13、8振弦式读数仪BGK-02-250V6四芯屏蔽电缆BGK-02-335VT8专用四芯通气电缆BGK-4675LV-1量水堰堰板（需提供尺寸）水位计产品名称平尺水位计产品型号101标准量程30/50/100/150mm 分 辨 率1mm重 复 性3mm工作温度-10+60探头直径16mm功 耗9V/5mA（指示），9V/5A（待机）水位计温度计BGK-3700温度计BGK-FBG-4700S/4710C光纤光栅式温度计图 片产品名称温度计光纤光栅式温度计产品型号3700FBG-4700SFBG-4710C标准量程-30+70-30+80/120/150精 度标准型0.5，可选0.20.5%FS灵

14、 敏 度0.1稳 定 性0.1%/年-耐 压1500V-绝缘电阻100M-温度计图 片产品名称温度计产品型号3700配套设备BGK-408振弦式读数仪BGK-02-187V3四芯屏蔽电缆BGK-Micro-40自动化数据采集仪温度计BGK-4000弧焊型振弦式应变计BGK-4200/4210/4210RCC振弦式埋入式应变计BGK-FBG-4000/4000T光纤光栅大量程表面皿应变计BGK-FBG-4200/4200T/4210/4210T 光纤光栅埋入式应变计BGK-FBG-4510光纤光栅表面应变计应变计应变计图 片产品名称弧焊型振弦式应变计振弦式埋入式应变计产品型号4000420042

15、104210RCC标准量程30002500非线性度直线： 1% FS； 多项式： 0.1% FS灵 敏 度10.5温度范围-20 +80 标 距150mm250mm安装方式表面安装（焊接/粘贴/螺栓固定/锚杆）埋入式适用范围钢结构表面混凝土结构表面混凝土钢筋混凝土大体积混凝土碾压混凝土应变计多向应变计典型安装无应力计典型安装4000应变计典型安装BGK-4800/4810振弦式土压力计BGK-FBG-4800T/4810T光纤光栅式土压力计BGK-FBG-4800SGT 光纤光栅应变式土压力计压力计BGK-4850NATM振弦式喷射混凝土压力盒土压力计图 片产品名称振弦式土压力计NATM振弦式

16、喷射混凝土压力盒产品型号480048104850-14850-2标准量程0.35、0.7、1、2、3MPa（可定制）非线性度直线： 0.5% FS； 多项式： 0.1% FS灵 敏 度0.04% FS温度范围-20 +80 过载能力50%承压板厚度6mm12mm-土压力计图 片产品名称振弦式土压力计NATM振弦式喷射混凝土压力盒产品型号480048104850-14850-2配套设备BGK-408振弦式读数仪BGK-02-250V6四芯屏蔽电缆BGK-Micro-40自动数据采集仪土压力计土压力典型安装4850混凝土压力盒典型安装BGK-4410振弦式钢索计钢索计钢索计产品名称振弦式钢索计产品

17、型号4410标准量程20000，50000 可选非线性度直线： 0.5% FS； 多项式： 0.1% FS灵 敏 度5精度0.2%FS温度范围-20 +80 长度约250mm（取决于钢索直径）适用范围钢索配套设备（选购）BGK-408振弦式读数仪BGK-02-250V6四芯屏蔽电缆钢索计4410钢索计典型安装BGK-FBG-4911 光纤光栅式钢筋计（锚杆测力计）测力计BGK-4900振弦式锚索测力计BGK-FBG-4900T光纤光栅式锚索计BGK-4911振弦式钢筋计（锚杆应力计）图 片产品名称振弦式锚索测力计振弦式钢筋计（锚杆应力计）产品型号49004911标准量程250999KN1000

18、2999KN3000KN210MPa300MPa400MPa非线性度直线： 1% FS； 多项式： 0.5% FS灵 敏 度0.07% FS温度范围-40 +65 -20 +80 耐 水 压0.5、2MPa（可定制）过载能力25%-承压板厚度33446-测力计测力计图 片产品名称振弦式锚索测力计振弦式钢筋计（锚杆应力计）产品型号49004911配套设备BGK-408振弦式读数仪BGK-409振弦式锚索测力计专用读数仪BGK-02-250V6四芯屏蔽电缆BGK-05-375V6十芯屏蔽电缆BGK-07-500V6十四芯屏蔽电缆BGK-4911-1螺纹连接锚杆测力计4900锚索计典型安装4911钢

19、筋计典型安装BGK-FBG-A3/A6 光纤光栅式单点、多点位移计位移计BGK-A3/A6振弦式单点、多点位移计BGK-4430振弦式土体位移计BGK-3427线性电位计式大量程位移计BGK-1430引张线式水平位移计位移计传感器保护罩安装基座光缆出线孔过渡管不锈钢测杆护管对接头测杆保护管灌浆锚头传感器基座锚头适配器加长连接点多点位移计结构组成 传感器 外筒 定位槽 定位销 滑动杆 BGK-4450振弦式位移传感器产品名称振弦式单、多点位移计产品型号A6A3A3-B标准量程25、50、100、150、200、250mm（可定制）非线性度直线： 0.5% FS； 多项式： 0.1% FS灵 敏

20、度0.025% FS温度范围-20 +80 耐 水 压0.5、2MPa（可定制）钻孔尺寸75mm（单点50mm），仅限灌浆锚头点数6 传 递 杆玻璃纤维测杆不锈钢测杆适用范围监测多个变形或沉降位移公路或铁路路基、填土、类似结构位移计产品名称振弦式单、多点位移计产品型号A6A3A3-B配套设备BGK-1150-1A3型用多点位移计仪器基座（全不锈钢）BGK-1150-2A3型用多点位移计仪器基座（PVC）BGK-1280A6型用多点位移计仪器基座（全不锈钢）BGK-ROD 100不锈钢杆加PVC保护管BGK-ROD 101玻璃纤维杆加专用保护管BGK-4450多点位移计用位移传感器BGK-408

21、振弦式读数仪BGK-05-375V6十芯屏蔽电缆BGK-07-500V6十四芯屏蔽电缆位移计位移计编号锚头名称适用情况1Borros式液压锚头 适用于软土和粘土，特别适用于在螺旋钻孔里安装，也可不钻孔直接推进软土里。2灌浆锚头 适用于岩石钻孔，将预先装配的位移计安装在孔里，然后回填水泥浆；用于朝上的钻孔时，灌浆过程相对复杂。3BGK-PA型液压锚头 适用于岩石及部分软基的钻孔，锚头上的三爪在无压力时呈张开状态。4胀塞式液压锚头 适用于岩石和软基的粗糙钻孔，特别适用于预计钻孔可能膨胀或收缩的场合，也可用于采用灌浆或不用灌浆的朝上钻孔里。5抽销式抓环锚头 适用于孔壁光滑坚硬的岩石钻孔，对钻孔孔径要

22、求较高，因其人性化结构设计，安装便捷。位移计传感器基座安装基座传感器固定螺帽接头适配器（公英制转接头）滑动杆外筒定位销安装基座过渡管测杆及护管护管对接头支撑环A（间距1m）支撑胶带绑扎固定多点位移计安装示意图位移计A3/A6多点位移计典型安装图 片产品名称线性电位计式大量程位移计振弦式土体位移计产品型号34274430标准量程500、1000、2000mm4000mm25、50、100、200mm非线性度直线： 0.5% FS； 多项式： 0.1% FS灵 敏 度0.02% FS0.025% FS温度范围-30+60 -20+80 耐 水 压-0.5、2MPa（可定制）外形尺寸（LxWxH）1

23、10 x88x76mm200 x130 x190mm标准长度1m（可定制）适用范围山体滑坡、桥梁桥墩间相对位移，机械式铟钢丝水平位移计的电测改造。填土、公路路基、堤坝的土体位移变形位移计产品名称线性电位计式大量程位移计振弦式土体位移计产品型号34274430配套设备BGK-3427-1滑坡体检测安装支架BGK-3427-2桥梁位移检测支架BGK-ROD100不锈钢传递杆BGK-RB100电位计传感器读数仪BGK-8001WD无线数据采集仪BGK-Micro-40自动化数据采集仪BGK-408振弦式读数仪BGK-02-250V6四芯屏蔽电缆BGK-03-250P0六芯屏蔽电缆BGK-4430-1

24、连接钢杆及PVC保护管位移计位移计4430振弦式土体位移计典型安装引张线式水平位移计产品名称引张线式水平位移计产品型号1430测点数量17点（根据需求）测量范围01000mm最小读数0.1mm系统误差10mm测线长度0400m适用范围观测土石坝、填土建筑物、边坡等内部水平方向位移引张线式水平位移计安装示意图测缝计BGK-4400振弦式埋入侧缝计BGK-4420I振弦式界面变位计（位错计）BGK-4420振弦式表面裂缝计BGK-FBG-4400/4400T光纤光栅埋入式测缝计BGK-FBG-4420/4420T光纤光栅表面裂缝计图 片产品名称振弦式埋入测缝计振弦式表面裂缝计振弦式界面变位计（位错

25、计）产品型号44004400RCC44204420I标准量程12.5/25/50/100mm12.5/25/50/100/150/200/250mm50/100/150/200/250mm非线性度直线： 0.5% FS； 多项式： 0.1% FS灵 敏 度0.025%FS温度范围-20 +80 测缝计图 片产品名称振弦式埋入测缝计振弦式表面裂缝计振弦式界面变位计（位错计）产品型号44004400RCC44204420I配套设备BGK-408振弦式读数仪BGK-02-187V3四芯屏蔽电缆BGK-02-250V6BGK-4420S脱空测缝计安装组件BGK-4420M2双向测缝计支架BGK-442

26、0M3三向测缝计计支架测缝计4420三向测缝计典型安装测缝计4420I变位计典型安装接缝、钻孔埋设示意图2022-6-2068/36沉降仪BGK-4675振弦式沉降监测（静力水准）系统BGK-FBG-4675T光纤光栅静力水准系统BGK-1910智能分布式土体位移计BGK-1675水管式沉降仪BGK-1900电磁沉降仪沉降仪3475智能沉降仪典型安装图 片产品名称智能沉降仪振弦式沉降监测（静力水准）系统产品型号34754675配套设备BGK-408振弦式读数仪BGK-02-250V6四芯屏蔽电缆BGK-Micro-40自动化数据采集仪BGK-TB02-1-008聚乙烯尼龙传感器通气管,直径6m

27、mBGK-TB02-1-012聚乙烯尼龙测点容器通液管,直径16mmBGK-TB04-1006传感器通气管BGK-TB04-1008容器通气管沉降仪水管式沉降仪产品名称水管式沉降仪产品型号1675测量范围02000mm测点数17点（按用户要求）最小读数1mm系统精度13mm管线长度10400m沉降仪4675振弦式沉降监测系统（静力水准）沉降仪典型安装图 片产品名称电磁沉降仪智能分布式土体位移计产品型号19001910配套设备BGK-1900-1沉降环（73）BGK-1900-2沉降盘（73）BGK-1900-3基准沉降环（73）沉降仪沉降仪1900电磁沉降仪典型安装使用测斜仪BGK-6100/

28、6115MEMS便携式测斜仪BGK-6150MEMS倾角计BGK-6150/6155MEMS固定式测斜仪BGK-6165MEMS梁式测斜仪图 片产品名称MEMS便携式测斜仪产品型号61006115标准量程垂直10水平10传 感 器单、双轴MEMS传感器输 出4VDC15分 辨 率0.025mm/500mm线 性0.025%FS重 复 性0.02%FS精 度系统精度6mm/30m温度范围085（温度系数0.02%FS/)测斜管内径5589mm测斜仪图片产品名称MEMS便携式测斜仪产品型号61006115滑轮间距500mm尺 寸28x700mm耐 冲 击2000g适用范围不稳定边坡、挡土墙、滑坡体

29、、大坝、路基、填土、混凝土、防渗墙配套设备BGK-604测斜仪读数仪BGK-6000-4M测斜仪电缆测斜仪图 片产品名称MEMS倾角计MEMS固定式测斜仪MEMS梁式测斜仪产品型号6150-16150-2615061556165标准量程10垂直10水平1010传 感 器单轴双轴单、双轴-输 出3V10精 度0.1%FS灵 敏 度10弧秒10弧秒（0.05mm/m)10弧秒温度范围-2080供电电压12V尺 寸32x187mm-耐 冲 击2000g适用范围建筑物、结构的倾角变化边坡、滑坡体、堤坝、防渗墙、填土、路基、混凝土等建筑物表面测斜仪产品名称MEMS倾角计MEMS固定式测斜仪MEMS梁式测

30、斜仪产品型号6150-1/26150/61556165配套设备BGK-04-375V98芯屏蔽专用电缆BGK-RB500MEMS专用读数仪BGK-MICRO-40自动化数据采集仪BGK-6150-1-1倾角计安装支架BGK-6300-4专用不锈钢连接管BGK-6300-5传感器专用滚轮BGK-6300-6底部滚轮BGK-6300-7顶部悬挂固定装置BGK-6700-2-1H1米长水平梁BGK-6700-2-1V1米长垂直梁BGK-6700-2-2H测斜仪2022-6-2081/36测斜仪（振弦式）测斜仪（振弦式） 测斜仪是通过测量测测斜仪是通过测量测斜管轴线与铅垂线之间的斜管轴线与铅垂线之间的

31、夹角变化量，来监测土、夹角变化量，来监测土、岩石和建筑物的侧向位移岩石和建筑物的侧向位移的高精度仪器。整套测斜的高精度仪器。整套测斜仪装置包括测斜仪测头、仪装置包括测斜仪测头、测斜管和接收仪表组成。测斜管和接收仪表组成。 测斜仪6150固定测斜仪典型安装测斜仪6150倾角计典型安装6165梁式测斜仪典型安装CCDBGK-6850A增强型CCD垂线坐标仪BGK-6860CCD引张线仪BGK-6870CCD高精度双金属标位移传感器BGK-6880CCD高精度静力水准仪CCD6850A型垂线坐标仪是一个智能式设备，它采用线阵CCD光电传感器，用来精确测量正倒垂线的双向水平位移。该仪器既可作为独立的测

32、量设备，也可作为网络的一个节点与BGK-Micro测量系统并网运行。产品名称增强型CCD垂线坐标仪产品型号6850A维 度双向（x,y）三向（x,y,z）标准量程50 x50,mm50 x100,mm50 x100 x50,mm精 度0.1mm分 辨 率0.02%FS电学漂移无屏 显4位LED数据存储2000组1200组测量间隔1分钟1天（可调）输出接口RS485/420mA环境温/湿度-1560/100%RH供电电压AC85265V,50/60Hz整机功耗8WCCD增强型CCD垂线坐标仪6850A配套设备标 配BGK-6850A-1RS485数据通讯线BGK-6850A-2配套软件BGK-6850A-3上、下遮光罩BGK-6850A-4平面安装螺栓选 配BGK-6850A-5420mA模拟量输出连接线BGK-6850A-6万向安装支架BGK-6850