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四川葛南儀器有限公司
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VWPD型振弦式揚壓力計適用于長期布設在水工建筑物的測壓管內，測量測壓管內揚壓力的變化量，并可同步測量埋設點的溫度。
本使用說明僅適用于本公司（四川葛南儀器有限公司）生產的VWPD型振弦式揚壓力計，其中包括有VWPD1.6、VWPD2.5、VWPD4、VWPD6、VWPD12等系列型號。
1用途
VWPD型振弦式揚壓力計適用于長期布設在水工建筑物的測壓管內，測量測壓管內揚壓力的變化量，并可同步測量埋設點的溫度。振弦式揚壓力計全不銹鋼結構，30mm的外徑，可方便的放置在含直徑40mm以上的測壓管內。振弦式揚壓力計具有智能識別功能。
2規格及主要技術參數
| 規格代號 | VWPD-1 | VWPD-2 | VWPD-4 | VWPD-6 | VWPD-8 | VWPD-10 | VWPD-12 | |
| 尺寸 參數 | 外徑D， mm | 30 | ||||||
| 長度L， mm | 118；170 | |||||||
| 性能 參數 | 測量范圍， KPa | 0～160 | 0～250 | 0～400 | 0～600 | 0～800 | 0～1000 | 0～1200 |
| 最小讀數k， KPa/F | ≤0.064 | ≤0.10 | ≤0.16 | ≤0.24 | ≤0.32 | ≤0.40 | ≤0.48 | |
| 測量精度， %F.S | ±0.1 | |||||||
| 溫度測量范圍， ℃ | -25～+80 | |||||||
| 溫度測量精度， ℃ | ±0.5 | |||||||
| 溫度修正系數b， KPa/℃ | ≈0.12 | |||||||
| 耐水壓 | 測量范圍1.2倍；≥1MPa | |||||||
| 絕緣電阻， MΩ | ≥50 | |||||||
| 執行 | 國標 GB/T 3411.1-2009 | 非直線度≤2.0%F.S；不重復度≤0.5%F.S；滯后≤1.0%F.S；綜合誤差≤2.5%F.S | ||||||
3.2工作原理
當被測水壓荷載作用在揚壓力計上時，將引起彈性膜板的變形，其變形帶動振弦轉變成振弦應力的變化，從而改變振弦的振動頻率。電磁線圈激振振弦并測量其振動頻率，頻率信號經電纜傳輸至讀數裝置，即可測出水荷載的壓力值。同時可同步測出埋設點的溫度值。
VWPD型振弦式揚壓力計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計算方法：
a) 當外界溫度恒定，揚壓力計僅承受水荷載時，其壓力值P與輸出的頻率模數△F具有如下線性關系：
P = k△F
△F = F0 - F
式中： k — 揚壓力計的測量靈敏度，單位為KPa/F ；
△F — 揚壓力計基準值相對于實時測量值的變化量，單位為F；
F — 揚壓力計的實時測量值，單位為F；
F0 — 揚壓力計的基準值，單位為F。
b) 當作用在揚壓力計上水荷載恒定，而溫度增加△T，此時揚壓力計有一個輸出量△F′，這個輸出量僅僅是由溫度變化而造成的，因此在計算時應給以扣除。
實驗可知△F′與△T具有如下線性關系：
P′= k△F′+ b△T = 0
k△F′= -b△T
△T = T - T0
式中 ：b — 揚壓力計的溫度修正系數，單位為KPa /℃；
△T — 溫度實時測量值相對于基準值的變化量，單位為℃；
T — 溫度的實時測量值，單位為℃；
T0 — 溫度的基準值，單位為℃。
c) 當揚壓力計受到水荷載和溫度的雙重作用時，若大氣壓力有較大變化時，應予以修正。揚壓力計的一般計算公式為：
Pm = k△F + b△T = k(F0 - F) + b(T - T0) + (Q0-Q)
式中：Pm — 被測滲透(孔隙)水壓力量，單位為KPa；
Q0— 大氣壓力測量基準值，單位為KPa；
Q — 大氣壓力實時測量值，單位為KPa。
4埋設與安裝
4.1揚壓力計預飽和
水壓是穿過透水環后作用在揚壓力計的感應膜上的，如果透水環與感應膜前的儲水腔沒有充滿水(含有氣泡)，將會造成揚壓力計測值的嚴重滯后。所以安裝前必須將透水環擰下放在水中浸泡半小時，透水環擰回前先將感應膜前的儲水腔注滿水，透水環擰回揚壓力計時進水口應朝上，以免腔內水流出。
4.2埋設安裝
埋設時應首先確保揚壓力計進水口的暢通，防止泥漿堵塞進水口。為使測量高程定位可靠，應用不銹鋼絲繩吊住儀器尾部，固定于井口。
4.3測試基準值
揚壓力計測量并計算出的水壓強值是一個相對基準值的變化量，所以基準值取的準確與否，將直接影響到測值的準確性。
將準備好的揚壓力計放入測壓管內，直至浸入水中。同溫兩個小時后可進行測量，每隔5分鐘測一次頻率和溫度，連續兩次測值相同，即儀器與水已經同溫。將揚壓力計拎出水面，讓儀器處于剛好出水面的位置。這時測量儀器的頻率和溫度，此測值可作為儀器的基準值。 為使基準值取的更準確，可將以上操作進行兩次，如果兩次測值基本相同(誤差≤0.5％F.S)，基準值取值正確。
揚壓力計在監測過程中，如測量值出現誤差，可用以上方法重新測試基準值。
注：按水壓來表示時1米水柱 = KPa/9.81
5 操作與使用方法
5.1測量
測量振弦式揚壓力計先將測量線連接VW-102型振弦讀數儀，將各色夾子對應連接上揚壓力計的輸出電纜，黑、紅測頻率，白、綠測溫度。振弦式揚壓力計內附有智能識別芯片，其內存貯有該滲壓計的編號、系數K、溫度修正系數b等信息。用讀數儀測量時會自動將識別信息讀出，順序存入讀數儀內，通訊給計算機，方便快速統計計算及查詢，使測量實現人工智能無紙化操作。
工程現場多支揚壓力計電纜被意外挖斷，用讀數儀測量一遍，自動識別出每支揚壓力計所對應的編號及身份信息。
5.2傳感器故障排查
當振弦式揚壓力計測量出現故障時，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℃時應為3kΩ左右；紅、黑線對綠、白線或對屏蔽線(裸線)間絕緣電阻值應﹥50MΩ(測量絕緣電阻時可使用100V 直流兆歐表，萬用表測量絕緣電阻應用MΩ檔，其值應為無窮大∞)。
5.3電纜故障排查
振弦式揚壓力計電纜接長通常用型號為YSPT－4水工專用觀測電纜，其電纜電阻值約為45Ω/km左右。
5.3.1 用萬用表測量(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) 如果電阻測值正常，可能滲壓計損壞或進水；
b) 如果電阻測值非常大或無窮大，電纜可能斷路；
c) 如果電阻測值非常小，電纜可能是短路；
其表現為讀數儀測量不出頻率值。
5.3.2 用萬用表測量(白、綠芯線)的電阻值：正常情況在溫度25℃時應為3kΩ左右，再加上電纜的電阻。
a) 如果電阻測值正常，請檢查讀數儀及其測量連接線；
b) 如果電阻測值非常大或無窮大，電纜可能是斷路；
c) 如果電阻測值非常小，電纜可能短路。
其表現為讀數儀測量不出溫度值。
5.3.3 用100V 直流兆歐表或萬用表測量揚壓力計芯線(紅、黑線對地線，白、綠線對地線，紅、黑線對白、綠線)的電阻，其測值如果很小(﹤5MΩ)，可能電纜接頭進水短路。
其表現為讀數儀測量正常，MCU-32自動測量單元測量頻率值可能會引起測值不穩，測量溫度值將比正常值偏低10～20℃左右。
5.4 讀數儀測值不穩
a) 將屏蔽線并接到讀數儀測量線的黑線夾子上；
b) 可能電纜接頭處進水，將其剪掉，重新連接；
c) 確定揚壓力計的頻率范圍，正確選擇讀數儀的激勵類型；
d) 確定揚壓力計的電阻基值，正確選擇讀數儀的電阻基值；
e) 檢查附近是否有干擾源，如電機、發電機、天線或交流動力電纜，遠離上述干擾源。
5.5 其它
振弦式揚壓力計安裝就位前、后應及時測量頻率和溫度值，根據揚壓力計編號和設計編號作好記錄并存檔，特別注意保護揚壓力計信號引出電纜。
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