XB338-2型 

滑動式測斜儀

一、用途

XB338-2型智能數顯滑動式測斜儀是以進口敏感元件為測斜裝置，與XB338型智能數顯測斜儀表組成測斜系統。其內部是以伺服（即力平衡式）為基礎的測量系統，其特點精度高、穩定性好、分辨率高，廣泛用于以觀測土石壩、建筑物基坑、堤防、地下建筑工程、巖石邊坡港務工程等土體內部的水平位移變化。是需要觀測測量工程中必要的精密測量儀器。

二、主要性能技術指標。

測量范圍：0～±53°（與地垂線的夾角）

分辯率：0.0004°

系統精度:≤ 0.01mm/500mm

系統總精度：≤±2mm/30m

線性：±0.025%(30°以內)                                                                                                                                                          

重復性：±0.025%

導輪間距基準：500mm

測桿尺寸：φ30×660mm

測桿重量：2.35kg

儀表重量：1.5kg（包括可充電電池）

電源消耗：100mA（不使用背光燈）可連續使用30小時

130mA（使用背光燈）可連續使用20小時

數據分組：01-50組

斷電數據：保存時間10年

使用環境：-20℃～60℃

抗    滲: 300m(防水防震)

抗    震:50000g(敏感軸方向,其中g為1個單位的重力加速度)

三、工作原理

在巖土工程領域，測斜儀主要用于測量土體運動，諸如：可能產生在不穩固邊坡（滑坡）或挖方過程中周圍的側向運動等。也可用來監測堤壩、芯墻的穩定性，打樁或鉆孔的布置和偏差，以及在回填、筑堤和地下儲罐中土體的沉陷等。

所在這些場合，通常要安裝一根測斜管，將其安裝在地下的鉆孔內或將管澆筑在混凝土的結構中，也可將管埋在筑堤之中。該測斜管有四個槽口，用于固定便攜式測斜儀探頭的滑輪。探頭連在和讀數儀相連的電纜的一端，用于觀測與測斜相關聯的豎直（或水平）傾斜量，并以這種方式測量由土體運動所引起的任何傾斜量的變化。

為了獲得安裝測斜管的土體周圍一個全面的觀測報告，必須沿測斜管進行一系列傾斜測量。常規的測斜探頭有兩組滑輪，距離相隔0.5米，測試前，先把測管標明方向，測桿標明A+、A-，使計算數據一致。將探頭放到測斜管底部并開始讀數。探頭每提升0.5米進行讀數，直到到達測斜管的頂部，這組讀數被稱為A+讀數（正測）。把探頭從套管中取出，旋轉180°重新放入測斜管中，方法同上，又可得到另一組數據A-讀數（反側）。

數據處理時，將上述兩組讀數（A+、A-）相結合（將一組數據減去另一組數據）以此來消除傾角傳感器零飄的影響。測斜儀探頭在豎直位置時讀數產生零飄偏差，理想的偏差應是零，而實際上在使用探頭時，由于傳感器的偏差、滑輪的磨損或者因下落以及和測斜管底部相碰太厲害對傳感器的沖擊所導致有一零飄值。

下次的測斜管觀測數據，當與原始的觀測數據了解相比較時，就可知測斜管的傾斜量變化和這些變化所引起的位置變化。傾斜量變化分析的最好方式是通過計算上部滑輪相對于下部滑輪組所產生的傾角（θ）與觀測讀數間距（L）的水平偏移。在測斜各位置處兩組讀數（A+、A-）相減就可以得出Sinθ，把這個值乘以讀數間距（L）和相應的系數，就得到一個以工程單位（新北測斜儀器上顯示為mm）輸出的水平偏移。

在數據處理的同時，應進行數據可靠性的分析，通常的分析方法是“查和"，即將兩組讀數（A+、A-）相加，相加后的由傾斜引起的那部分讀數被抵消，只留下一個等于測斜儀傳感器零偏移兩倍的一個值，在新北軟件中表示為“差值"項，當查和值或軟件中“差值"項為常量時，說明測量的數據有較高的可靠性，反之，如果差值出現軟大的變動或突變，說明測量數據存在問題，這時應首先檢查測量過程中下列幾個情況：

1、跳過或重復讀取下一個讀數；

2、讀數之間，沒有使測斜儀靜置足夠的時間；

3、探頭、電纜或讀數裝置故障。這也許是由于震動、受潮、電池缺電、探頭或電纜的開路或短路造成的。

4、不小心地安放滑輪使得探頭滑輪組一次觀測與另一次觀測不在同一位置。

5、將滑輪正好放置在測斜管接頭處，以致讀數不穩定或出錯。

四、功能

新北測斜儀適用于測斜探頭輸出電壓為±10V測斜探頭，內置20Bit超高分辯率數模轉換器，儀器配置512K存貯器及RS-232和USB電腦接口，隨機提供的通訊及數據處理軟件，供使用微機與其通訊上載數據供進一步的分析處理。

儀器帶有內置充電電池及防水薄膜面板，便于現場惡劣環境中使用。

注：開機后屏幕顯示：新北活動測斜儀。

五、開機操作

1、開機前應檢查儀器是否與測斜探頭相連，測斜探頭通過連接電纜和輪出插頭，應與測斜數儀面板上標有“測斜探頭"的五芯插座相連。

2、按面板上的“開關"鍵后，儀器顯示“新北活動測斜儀"開機提示符，稍停片刻，即進入測值顯示屏。

Num：01為測孔號，測孔號取值范圍（0-50），每個測孔號可貯存各個測量深度的多組測斜數據（每組數據包括A+讀數及A-讀數），使用者應注意測孔號與現場測孔原始編號的固定對應關系。

Dep：50.0提示當前測斜探頭位置深度，當開機后，儀器顯示予置深度，即測孔設置深（每個測孔可設置不同的深度）。注：定義測斜探頭的底部滑輪軸為標記零點。

      ：表示當前處于正測過程（即探頭方向與予計變形的方向一致，稱為A+讀數）。

      ：表示當前處于反測過程（即探頭方向與予計變形的方向相反，稱為A-讀數）。

 : 缺電符號，表示機內電池電壓不足，需充電版本的儀器出現缺點符號五分鐘后將自動關機。

—017.60mm：當前測斜探頭的偏稱值，單位mm（以下公式中符號d表示）。

—0352.00mv：當前的電壓值，單位mv（以下公式中符號U表示。）

六、計算公式及數據處理

電壓一位移轉換系數

由于輸出電壓與傾角的正弦成正比。

電壓U=KSinθ（θ為測斜傾角，K為測斜探頭的靈敏度系數）

測桿輪距     L=500mm

測斜傾角     Sinθ=U/K

偏移量       d=L·Sinθ=(L/K)·U=C·U

C:探頭電壓一位移轉換系數（測斜探頭系數）

例如：對于K=10000mv/g的測頭

C=L/K=500mm/10000mv=0.05mm/mv

注：（1）以上系數為輪距=500mm時計算結果。

   （2）由于受新北儀表顯示位數的限制，電壓一位移轉換系數的最大值為0.4mm/mv。一般均可滿足使用要求。本探頭是0.05mm/mv轉換系數。

累積偏移量

D=∑di=∑c·ui

位移量=累積偏移量-初始偏移量

                            Si=D-D0

2、數據處理

有關“位移"及“差值"的計算公式。測頭以其導輪沿著測斜管的導槽沉降或提升。測頭的傳感器可以測量管在每一深度處的傾角度，輸出一個電壓信號在測讀儀面板上顯示出來，測頭測出的信號是以測斜導管導槽為方向基準，在某一深度處，測頭上下導輪標準間距L上的傾斜角的函數，該信號可換成水平位移。

以伺服加速度探頭為例，加速度計敏感軸在水平面時，矢量g在敏感軸上的投影為零，加速度計輸出為零，當加速度計敏感軸與水平面存在一個傾角θ時，在加速度計輸出一個電壓信號。

Uout1=Ko+Kgsinθ                   (1)

式中：K0為加速度計偏值

      K為加速度計靈敏度

      g為重力加速度

為了清除Ko的影響，可以將測頭調轉180°。在該點進行第二次測量，得

             Uout2=Ko-Kgsinθ                   (2)

（1）—（2）將偏值Ko消去，得差數

Uout1-Uout2=2Kgsinθ                (3)

（1）+（2）將加速度計的傾角投影值抵消，只留下偏值的2倍，稱為“差值"，上述方法稱為檢查測斜數據質量的“差和"方法。

七、測量

（1）輸入并設定空號：測孔深度、測頭參數、日期、時間、存儲器容量等。

（2）連接測斜探頭并通電預熱。

說明：由于測斜探頭采用高精度的測試元件，開機通電需要建立穩定的熱平衡狀態。因此在每次進行連續測量工作前，需提前五至十分鐘開機，否則（在五分鐘前使用）會出現輕微的測量值漂移現象。

（3)讀數及存貯

     測量過程中注意應盡量讀取存貯顯示屏穩定的數據，當探頭移動一個新的位置應使之靜置五至十秒再讀數。如需存貯可按面板上的存貯按鈕或遙控按鈕，屏幕出現提示：（見圖1）

表示存貯完成。存貯數據后，當前顯示深度自動減去一個儀器輪距，提示探頭下一個位置深度，每一次存貯，即減去一個儀器輪距，直至當前深度至0.5m時，再按一次存貯鍵，屏幕出現：（見圖2）

表示A+方向測量結束，這時應及時將測頭旋轉180°慢慢放入測孔底進行A-方向的測量，測量過程與A+方向相同，直至屏幕出現Dep:0.5時（當輪距為0.5m時），再按一次存貯鍵。

表示完成測孔的一次完整的測量。

注：在A+或A-測量過程中如發生錯誤，可以終止測量應視為不完整測量，如需繼續測量應及時關機并重新開機以使儀器運行初始化，否則會出現通訊故障。

（4）補測

   儀器提供補測功能，如測量過程中發現已測量過的某一深度的數據或當前的數據有問題需重測，可按“菜單"鍵進入深度修改功能，使用上下鍵，選擇的深度值，并將探頭移至深度再一次按“菜單"鍵進入測量狀態，這時按“確認"鍵重新存貯測量值，儀器將會自動更新存貯器中的數據。

八、使用注意事項

（1）由于測斜探頭采用高精度的測試元件，開機通電需要建立穩定的平衡狀態。因此在每次進行連續測量工作前，需提前五至十分鐘開機。

（2）使用中注意測頭正負方向設定，改變電壓位稱轉換系數C的正負號，可改變輸出位移值的正負。

（3）使用時應特別注意電纜測斜探頭連接凹凸處的兩個內六角螺釘反復上緊，以防止下管入水測試后六角螺絲熱脹冷縮松動影響測試數據，所以測試一井后再緊固內六角螺絲一次。

九、測量

1、輸入并設定測孔號；測控深度、測頭參數、日期、時間、存貯器容量等。

2、連接測斜探頭并通電預熱。

說明：由于測斜探頭采用高精度的敏感元件，開機通電需要建立穩定的熱平衡狀態。因此在每次進行連續測量工作前，需提至二十分鐘開機，否則（十分鐘前使用）會出現輕微的測量值漂移現象。

3、有關測斜探頭操作請詳見新北使用手冊。

表示存貯完成。存貯數據后，當前顯示位置自動遞增一個儀器輪距，提示探頭一下一個位置，每一次存貯，即減少一個儀器輪距，直至當前位置至最大深度（MAX），再按一次       ，屏幕出現：

請在此處加入測量原理等內容?。?！

5、面板界面介紹

圖5測斜讀數儀面板

孔號：需要測量的孔號

深度：需要測量的孔號對應的深度

XX mm:  測量的這個點的位移數值（這個點位移的1/2）

XX mV:  傳感器信號電壓

：第一測（正測）

 ：電池電量

5.1、菜單結構

設置孔號：設置測試孔編號。

深度間隔：可進行每測0.5米、1米和2米的選擇（標準測量為0.5米）。

設置孔深：設定每個測試孔的深度。深度每個孔測試間隔為0.5米時最深可以設置150米。間隔1米時可以設置300米。

靈 敏 度：此數值為出廠標定值，測試間隔為0.5米時，不準變動此數值。如果設置測試間隔為1米時將此數值乘以2

初始偏差：此數值為出廠標定。如果正測和反測相差較大時，可選擇一個固定的孔深，把正測和反測數值相加除以2，把得到的這個數值在原來的數值上減去，即可對零偏進行修正。

刪除數據：可以把讀數儀里的數據進行選擇性刪除。

格式數據：數據全部刪除。

設置背光：背光開或關。

修改時間：讀數儀的時間設置。

內存消耗：查看內存剩余量和孔剩余量，總量為50個孔。

電壓參數：電池電壓。

固件版本：固件版本號及設備編號。

5.2、按鍵

l 存儲

存儲數據按鈕，如果有外接遙控，可以不使用

l 查看

測量的數據可用本機查看（參照使用中的查看）

l   

選擇孔號、設定深度和查看數據時選擇孔號。

l   

選擇菜單和查看孔深

l 退出

退出每項菜單選擇

l 確定

每項選擇的進入或確定。

5.3、接口

l 測斜探頭

測斜儀和讀數儀的連接插口。

l 充電接口

用于為讀數儀充電，。.

l 通信及手持按鍵接口

分別接通信電纜和手持按鍵，用于上傳數據和保存數據。

6測斜儀的使用：

6.1、儀器的連接

測斜儀的電纜插頭和讀數儀的測斜探頭連接，測桿和電纜一端的接口連接，用螺絲刀擰緊。打開讀數計電源開關。把測斜儀低導輪朝向基坑方向，放到測斜管內，下到最底部。向下放電纜時，不要讓測斜管和電纜摩擦，以免破壞電纜的標記和損壞測斜管。

6.2、儀器的設置

每個孔的第一次測量時，需要設置孔的深度。步驟如下：

按確認鍵進入菜單，在“參數設置“選擇“孔深度"確認，顯示“按確認鍵設置孔深"點擊確認“選擇孔號 "設置孔深（孔深為測斜儀放入測斜管底后，在測斜管內離管口最近的標記上的標記數）。

6.3、測量

進行測量時用“"或“"按鈕選擇要測量的孔號。選擇完畢后拉動電纜到最近的標記，按遙控器（或儲存鍵）進行記錄，每拉動一次電纜記錄一次，讀數儀里的深度會減少一個測試間隔。當測試完最后一個點時，讀數儀顯示“方向1測試完畢"。按動遙控器后“方向1測試完畢"消失。

然后把測斜儀取出，探桿旋轉180^o即高導輪朝向基坑方向，放到測斜管底部，再進行如上步驟進行記錄，當測試完最后一個點時讀數儀出現“方向2測試完畢"，按動遙控器后“方向2測試完畢"消失。本測試孔測量完成。

如果進行多孔測量，按“"或“"選擇孔號。測量方法如上。在每次測量的第一個孔時，應該把測斜儀放入測斜管內開機預熱10分鐘，測量時數據穩定時記錄，這樣測量的數據會更準確。

本設備最多可以存儲50個孔，在數據上傳完畢后請刪除數據。如果忘記刪除數據，可以在出現“頁面用完"還需要測量時，請在“數據刪除"里刪除原先上傳過的數據后再進行測量。

6.4 補測

當記錄是出現記錄的深度和電纜的深度不一致時，可以先按左右鍵，再按動上下鍵改變需要測量的深度，就可以繼續測量了。

注意：當一個孔數據全部測完，則不能進行補測。

 6.5查看

如果需要在沒有上傳電腦時需要數據對比，可使用查看鍵：用左右鍵選擇孔號，用上下鍵查看每個孔的數值。

7、數據上傳和軟件使用

詳見軟件幫助文檔。

8 、注意事項

測斜儀探頭是*密封的裝置，因此不需要現場調節。

l 滑輪組存放時應保持干燥，應使用壓縮空吹掉砂粒使其免于污物，定期用輕油噴灑彈簧、軸支點和滑輪。

l 如果零偏變化是由老化或不精細操作引起的將不會影響讀數的質量或精度，因為已通過在A+和A-方向上讀取兩組讀數可消除零偏，然而，如果零偏變化超過500mV電壓值，探頭應送回原廠修理。

l 將一段測斜管性地固定在實驗室里不動的結構上，是一很好的作法。這段測斜管被用來作為探頭率定的定期檢查，把探頭放進這段測斜管中會給出一個不隨時間變化的讀數。

l 電纜不要被銳器劃破，如若電纜被劃破可能導致測頭進水而造成數據不穩或損壞。