滨州痈烁科技有限公司

  本使用說明僅適用于本公司（四川葛南儀器有限公司）生產(chǎn)的VWPD型振弦式揚(yáng)壓力計(jì)，其中包括有VWPD1.6、VWPD2.5、VWPD4、VWPD6、VWPD12等系列型號(hào)。
 1用途
 VWPD型振弦式揚(yáng)壓力計(jì)適用于長期布設(shè)在水工建筑物的測(cè)壓管內(nèi)，測(cè)量測(cè)壓管內(nèi)揚(yáng)壓力的變化量，并可同步測(cè)量埋設(shè)點(diǎn)的溫度。振弦式揚(yáng)壓力計(jì)全不銹鋼結(jié)構(gòu)，30mm的外徑，可方便的放置在含直徑40mm以上的測(cè)壓管內(nèi)。振弦式揚(yáng)壓力計(jì)具有智能識(shí)別功能。
 2規(guī)格及主要技術(shù)參數(shù)

               注： ①F.S表示滿量程輸出；超量程為允許額定測(cè)量范圍的1.2倍內(nèi)。
                      ②頻率模數(shù)F=Hz2×10-3；F為頻率模數(shù)值（Hz^2）/1000；例：4593.7F=2143.3Hz^2/1000
                      ③1米水柱 = 9.81 KPa；例：監(jiān)測(cè)庫水位在30米范圍，建議選擇0~400kpa測(cè)量范圍。
                      ④1000Kpa=1Mkpa；例：設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)范圍為1Mkpa，即為0~1000kpa。
   3結(jié)構(gòu)及工作原理
 3.1結(jié)構(gòu)
 VWPD型振弦式揚(yáng)壓力計(jì)由透水環(huán)、感應(yīng)膜、密封殼體，信號(hào)傳輸電纜、振弦及激振電磁圈等組成。

 3.2工作原理
 當(dāng)被測(cè)水壓荷載作用在揚(yáng)壓力計(jì)上時(shí)，將引起彈性膜板的變形，其變形帶動(dòng)振弦轉(zhuǎn)變成振弦應(yīng)力的變化，從而改變振弦的振動(dòng)頻率。電磁線圈激振振弦并測(cè)量其振動(dòng)頻率，頻率信號(hào)經(jīng)電纜傳輸至讀數(shù)裝置，即可測(cè)出水荷載的壓力值。同時(shí)可同步測(cè)出埋設(shè)點(diǎn)的溫度值。
 VWPD型振弦式揚(yáng)壓力計(jì)采用外殼接地及電纜雙絞線屏蔽，有效地提高了儀器抗干擾和防雷擊的能力。
 3.3計(jì)算方法：

   a) 當(dāng)外界溫度恒定，揚(yáng)壓力計(jì)僅承受水荷載時(shí)，其壓力值P與輸出的頻率模數(shù)△F具有如下線性關(guān)系：

       P = k△F

      △F = F0 - F

     式中： k — 揚(yáng)壓力計(jì)的測(cè)量靈敏度，單位為KPa/F ；

        △F — 揚(yáng)壓力計(jì)基準(zhǔn)值相對(duì)于實(shí)時(shí)測(cè)量值的變化量，單位為F；

          F — 揚(yáng)壓力計(jì)的實(shí)時(shí)測(cè)量值，單位為F；

         F0 — 揚(yáng)壓力計(jì)的基準(zhǔn)值，單位為F。
   b) 當(dāng)作用在揚(yáng)壓力計(jì)上水荷載恒定，而溫度增加△T，此時(shí)揚(yáng)壓力計(jì)有一個(gè)輸出量△F′，這個(gè)輸出量僅僅是由溫度變化而造成的，因此在計(jì)算時(shí)應(yīng)給以扣除。

      實(shí)驗(yàn)可知△F′與△T具有如下線性關(guān)系：

       P′= k△F′+ b△T = 0

     k△F′= -b△T

      △T = T - T0

     式中 ：b — 揚(yáng)壓力計(jì)的溫度修正系數(shù)，單位為KPa /℃； 
        △T — 溫度實(shí)時(shí)測(cè)量值相對(duì)于基準(zhǔn)值的變化量，單位為℃；

           T — 溫度的實(shí)時(shí)測(cè)量值，單位為℃；

           T0 — 溫度的基準(zhǔn)值，單位為℃。

  c) 當(dāng)揚(yáng)壓力計(jì)受到水荷載和溫度的雙重作用時(shí)，若大氣壓力有較大變化時(shí)，應(yīng)予以修正。揚(yáng)壓力計(jì)的一般計(jì)算公式為：

       Pm = k△F + b△T = k(F0 - F) + b(T - T0) + (Q0-Q)

  式中：Pm — 被測(cè)滲透(孔隙)水壓力量，單位為KPa；

       Q0— 大氣壓力測(cè)量基準(zhǔn)值，單位為KPa；

       Q — 大氣壓力實(shí)時(shí)測(cè)量值，單位為KPa。
 4埋設(shè)與安裝
  4.1揚(yáng)壓力計(jì)預(yù)飽和
  水壓是穿過透水環(huán)后作用在揚(yáng)壓力計(jì)的感應(yīng)膜上的，如果透水環(huán)與感應(yīng)膜前的儲(chǔ)水腔沒有充滿水(含有氣泡)，將會(huì)造成揚(yáng)壓力計(jì)測(cè)值的嚴(yán)重滯后。所以安裝前必須將透水環(huán)擰下放在水中浸泡半小時(shí)，透水環(huán)擰回前先將感應(yīng)膜前的儲(chǔ)水腔注滿水，透水環(huán)擰回?fù)P壓力計(jì)時(shí)進(jìn)水口應(yīng)朝上，以免腔內(nèi)水流出。
  4.2埋設(shè)安裝
  埋設(shè)時(shí)應(yīng)首先確保揚(yáng)壓力計(jì)進(jìn)水口的暢通，防止泥漿堵塞進(jìn)水口。為使測(cè)量高程定位可靠，應(yīng)用不銹鋼絲繩吊住儀器尾部，固定于井口。
  4.3測(cè)試基準(zhǔn)值
  揚(yáng)壓力計(jì)測(cè)量并計(jì)算出的水壓強(qiáng)值是一個(gè)相對(duì)基準(zhǔn)值的變化量，所以基準(zhǔn)值取的準(zhǔn)確與否，將直接影響到測(cè)值的準(zhǔn)確性。
  將準(zhǔn)備好的揚(yáng)壓力計(jì)放入測(cè)壓管內(nèi)，直至浸入水中。同溫兩個(gè)小時(shí)后可進(jìn)行測(cè)量，每隔5分鐘測(cè)一次頻率和溫度，連續(xù)兩次測(cè)值相同，即儀器與水已經(jīng)同溫。將揚(yáng)壓力計(jì)拎出水面，讓儀器處于剛好出水面的位置。這時(shí)測(cè)量儀器的頻率和溫度，此測(cè)值可作為儀器的基準(zhǔn)值。   為使基準(zhǔn)值取的更準(zhǔn)確，可將以上操作進(jìn)行兩次，如果兩次測(cè)值基本相同(誤差≤0.5％F.S)，基準(zhǔn)值取值正確。
  揚(yáng)壓力計(jì)在監(jiān)測(cè)過程中，如測(cè)量值出現(xiàn)誤差，可用以上方法重新測(cè)試基準(zhǔn)值。
  注：按水壓來表示時(shí)1米水柱 = KPa/9.81

  5 操作與使用方法
 5.1測(cè)量
 測(cè)量振弦式揚(yáng)壓力計(jì)先將測(cè)量線連接VW-102型振弦讀數(shù)儀，將各色夾子對(duì)應(yīng)連接上揚(yáng)壓力計(jì)的輸出電纜，黑、紅測(cè)頻率，白、綠測(cè)溫度。振弦式揚(yáng)壓力計(jì)內(nèi)附有智能識(shí)別芯片，其內(nèi)存貯有該滲壓計(jì)的編號(hào)、系數(shù)K、溫度修正系數(shù)b等信息。用讀數(shù)儀測(cè)量時(shí)會(huì)自動(dòng)將識(shí)別信息讀出，順序存入讀數(shù)儀內(nèi)，通訊給計(jì)算機(jī)，方便快速統(tǒng)計(jì)計(jì)算及查詢，使測(cè)量實(shí)現(xiàn)人工智能無紙化操作。
   工程現(xiàn)場(chǎng)多支揚(yáng)壓力計(jì)電纜被意外挖斷，用讀數(shù)儀測(cè)量一遍，自動(dòng)識(shí)別出每支揚(yáng)壓力計(jì)所對(duì)應(yīng)的編號(hào)及身份信息。
   5.2傳感器故障排查
   當(dāng)振弦式揚(yáng)壓力計(jì)測(cè)量出現(xiàn)故障時(shí)，可用萬用表檢查傳感器芯線間的電阻值，其正常狀況紅、黑芯線電阻值通常為600Ω左右；綠、白芯線電阻值在溫度25℃時(shí)應(yīng)為3kΩ左右；紅、黑線對(duì)綠、白線或?qū)ζ帘尉€(裸線)間絕緣電阻值應(yīng)﹥50MΩ(測(cè)量絕緣電阻時(shí)可使用100V 直流兆歐表，萬用表測(cè)量絕緣電阻應(yīng)用MΩ檔，其值應(yīng)為無窮大∞)。
   5.3電纜故障排查
   振弦式揚(yáng)壓力計(jì)電纜接長通常用型號(hào)為YSPT－4水工專用觀測(cè)電纜，其電纜電阻值約為45Ω/km左右。
   5.3.1 用萬用表測(cè)量(黑、紅芯線)的電阻值：正常情況為600Ω左右，再加上電纜電阻值。
       a) 如果電阻測(cè)值正常，可能滲壓計(jì)損壞或進(jìn)水；
       b) 如果電阻測(cè)值非常大或無窮大，電纜可能斷路；
       c) 如果電阻測(cè)值非常小，電纜可能是短路；
   其表現(xiàn)為讀數(shù)儀測(cè)量不出頻率值。
   5.3.2 用萬用表測(cè)量(白、綠芯線)的電阻值：正常情況在溫度25℃時(shí)應(yīng)為3kΩ左右，再加上電纜的電阻。
       a) 如果電阻測(cè)值正常，請(qǐng)檢查讀數(shù)儀及其測(cè)量連接線；
       b) 如果電阻測(cè)值非常大或無窮大，電纜可能是斷路；
       c) 如果電阻測(cè)值非常小，電纜可能短路。
          其表現(xiàn)為讀數(shù)儀測(cè)量不出溫度值。
   5.3.3 用100V 直流兆歐表或萬用表測(cè)量揚(yáng)壓力計(jì)芯線(紅、黑線對(duì)地線，白、綠線對(duì)地線，紅、黑線對(duì)白、綠線)的電阻，其測(cè)值如果很小(﹤5MΩ)，可能電纜接頭進(jìn)水短路。
   其表現(xiàn)為讀數(shù)儀測(cè)量正常，MCU-32自動(dòng)測(cè)量單元測(cè)量頻率值可能會(huì)引起測(cè)值不穩(wěn)，測(cè)量溫度值將比正常值偏低10～20℃左右。
   5.4 讀數(shù)儀測(cè)值不穩(wěn)
       a) 將屏蔽線并接到讀數(shù)儀測(cè)量線的黑線夾子上；
       b) 可能電纜接頭處進(jìn)水，將其剪掉，重新連接；
       c) 確定揚(yáng)壓力計(jì)的頻率范圍，正確選擇讀數(shù)儀的激勵(lì)類型；
       d) 確定揚(yáng)壓力計(jì)的電阻基值，正確選擇讀數(shù)儀的電阻基值；
       e) 檢查附近是否有干擾源，如電機(jī)、發(fā)電機(jī)、天線或交流動(dòng)力電纜，遠(yuǎn)離上述干擾源。
   5.5 其它
   振弦式揚(yáng)壓力計(jì)安裝就位前、后應(yīng)及時(shí)測(cè)量頻率和溫度值，根據(jù)揚(yáng)壓力計(jì)編號(hào)和設(shè)計(jì)編號(hào)作好記錄并存檔，特別注意保護(hù)揚(yáng)壓力計(jì)信號(hào)引出電纜。

安全監(jiān)測(cè)儀器術(shù)語定義
 頻率模數(shù)：振弦式傳感器的測(cè)量單位之一，為輸出信號(hào)頻率平方的千分之一（f2/1000），以kHz2表示。
  起始值：儀器在現(xiàn)場(chǎng)零荷載下的測(cè)值。
 初始值：儀器安裝后，在既定荷載下，安裝影響消除后的測(cè)值。
 基準(zhǔn)值：相對(duì)于荷載條件的計(jì)算起點(diǎn)的測(cè)值。
 滿量程：儀器標(biāo)稱范圍兩極限之差的模，以FS表示。例如，對(duì)從－10V～＋10V的標(biāo)稱范圍，其量程為20V。
       振弦式傳感器工作特性所決定的最大輸出頻率的平方和最小輸出頻率的平方的代數(shù)差。
       以頻率模數(shù)（輸出頻率的平方除以1000）為輸出量的振弦式傳感器，其滿量程輸出可表征為其最大輸出頻率模數(shù)和最小輸出頻率模數(shù)的代數(shù)差。
 分辨力：在測(cè)量范圍內(nèi)，振弦式傳感器所能感測(cè)的被測(cè)量的最小變化值，以滿量程輸出百分比表示。
 滯后：振弦式傳感器在輸入量作滿量程變化時(shí)，對(duì)于同一輸入量，傳感器的正、反行程輸出量的最大偏差，以滿量程輸出百分比表示。
 不重復(fù)度：振弦式傳感器在一段時(shí)間間隔內(nèi)，在相同的工作條件下，輸入量從同一方向作滿量程變化，多次趨近并到達(dá)同一校準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)所測(cè)量的一組輸出量之間的分散程度，以滿量程輸出百分比表示。
 非線性度：振弦式傳感器正 、反行程實(shí)際平均特性曲線相對(duì)于參比直線的最大偏差，用滿量程輸出的百分比來表示。
 綜合誤差：振弦式傳感器進(jìn)程平均校準(zhǔn)曲線和回程平均校準(zhǔn)曲線二者與工作直線的最大偏差，用滿量程輸出的百分比來表示；該誤差是反映振弦式傳感器的綜合性能指標(biāo)。

揚(yáng)壓力計(jì)安裝：參見《四川葛南儀器有限公司 VWPD型振弦式揚(yáng)壓力計(jì)產(chǎn)品使用說明書》
    4.2.3 測(cè)壓管中安裝
    在介質(zhì)滲透系數(shù)較大部位（如土石壩壩體）的滲透水壓力監(jiān)測(cè)、混凝土壩的揚(yáng)壓力監(jiān)測(cè)以及大壩兩岸的繞壩滲流監(jiān)測(cè)等，通常采用測(cè)壓管配滲壓計(jì)（揚(yáng)壓力計(jì)）監(jiān)測(cè)。將滲壓計(jì)直接吊裝在測(cè)壓管中，滲壓計(jì)距測(cè)壓管孔底距離為 50~100cm。測(cè)壓管制作、安裝、透水試驗(yàn)以及有壓、無壓、人工對(duì)比等參照滲壓計(jì)制作相關(guān)規(guī)范。