Tài liệu kỹ thuật cảm biến áp suất đất

1. Tổng quan

Cảm biến áp suất đất được sử dụng để đo đấtÁp suất cơ thểDụng cụ chuyên dụng, cung cấp hỗ trợ dữ liệu áp suất trong giám sát công trình địa chất. Tài liệu này mô tả các nguyên tắc cơ bản, phân loại, phạm vi ứng dụng và các điểm sử dụng.

2. Nguyên tắc đo lường

Cảm biến áp suất đất sẽ đấtÁp suất cơ thểChuyển đổi thành tín hiệu điện có thể đo được, các loại công nghệ phổ biến bao gồm:

Cảm biến áp suấtThay đổi giá trị điện trở sau khi căng thẳng tấm hoặc vật liệu bán dẫn, đầu ra tín hiệu điện áp thông qua mạch cầu Wheatstone. Cấu trúc tương đối đơn giản nhưng nhạy cảm với nhiệt độ.

Loại dây rungcảm biếnDây thép thay đổi sức căng dưới tác động của áp suất, dẫn đến sự thay đổi tần số vốn có. Thông qua kích thíchViệtCuộn dâyvà nhặtCuộn dây đo tần số, tính toán giá trị áp suất. Khả năng chống nhiễu khá mạnh, thích hợp theo dõi lâu dài.

Cảm biến điện dungÁp suất làm cho khoảng cách giữa các tấm điện dung thay đổi, gây ra sự thay đổi công suất điện. Độ nhạy cao, nhưng bị ảnh hưởng nhiều bởi độ ẩm môi trường.

Cảm biến sợi quangDựa trên công nghệ Fiber Prague Raster (FBG), áp suất làm cho chu kỳ raster thay đổi, sóng phản xạDài xảy raTrôi dạt. Nó có khả năng chống nhiễu điện từ và đo lường phân tán, nhưng chi phí cao hơn.

3. Phân loại sản phẩm

Máy đo áp suất đất chôn

1. Chôn bên trong khối đất để đo áp suất của chính nó

2. Thường được sử dụng trong nền đường, đê và các dự án lấp đất khác

3. Ảnh hưởng nhiễu loạn của quá trình lắp đặt đối với cơ thể đất cần được xem xét

Máy đo áp suất đất tiếp xúc

1. Lắp đặt trên bề mặt tiếp xúc của cấu trúc với đất

2. Đối với tường chắn, lớp lót và giám sát lực lượng cấu trúc khác

3. Kết quả đo bị ảnh hưởng bởi trạng thái bề mặt tiếp xúc

Máy đo áp suất đất mini

1. Kích thước nhỏ hơn, chủ yếu để thử nghiệm trong nhà

2. Không thích hợp để theo dõi lâu dài trong lĩnh vực này

4. Lĩnh vực ứng dụng

Cảm biến áp suất đất có ứng dụng thực tế trong các dự án sau:

Giám sát áp suất đất của kết cấu bảo vệ trong các công trình hỗ trợ hố cơ sở; Đo áp suất lót trong các dự án đường hầm và ngầm; Đánh giá sự ổn định của đất trong các dự án dốc nền đường; Giám sát cơ thể đập và áp suất nền tảng trong đập thủy lợi; Áp suất đất bên được đo trong nền móng cọc của cây cầu.

Hiệu quả ứng dụng cụ thể phụ thuộc vào nhiều yếu tố như điều kiện địa chất kỹ thuật, lựa chọn cảm biến và chất lượng lắp đặt.

5. Chỉ số kỹ thuật

Phạm vi phạm vi: 0.1~10 MPa, Chọn theo mức áp suất thực tế

Độ chính xác đo: Nói chung ± 0,5%~2% FS, bị ảnh hưởng bởi quy trình sản xuất và điều kiện môi trường

Phạm vi nhiệt độ: -20 ℃~+80 ℃ (loại thông thường), mô hình đặc biệt có thể mở rộng

Cách xuất: Analog (4-20mA/0-5V) hoặc Digital (RS485/Modbus, v.v.)

Lớp bảo vệ: IP67 hoặc IP68, đáp ứng yêu cầu chôn ngoài trời

Ổn định lâu dài: Độ trôi hàng năm thường nằm trong khoảng ± 1%~3% FS

6. Yêu cầu cài đặt

Cài đặt chôn

1. Kích thước đào phải lớn hơn hình dạng cảm biến, vật liệu lấp đầy phải tương tự như đất thô

2. Bề mặt chịu lực của cảm biến phải vuông góc với hướng ứng suất chính

3. Lớp lấp đầy nén để tránh tập trung căng thẳng trên không hoặc cục bộ

4. Cáp phải có phụ cấp thích hợp và bảo vệ chống thấm nước

Cài đặt liên hệ

1． Bề mặt tiếp xúc phải bằng phẳng và sạch sẽ, sử dụng vữa mỏng để san lấp mặt bằng nếu cần thiết

2． Cố định để đảm bảo cảm biến không trượt hoặc rơi ra

3． Tránh tiếp xúc điểm để đảm bảo lực đồng đều

Cân nhắc chung

1． Bảo vệ chống sốc, quá tải hoặc hư hỏng cáp trong xây dựng

2． Ghi lại vị trí lắp đặt, hướng, số và các thông tin khác

3． Ghi lại số đọc ban đầu sau khi cài đặt

7. Hiệu chuẩn và bảo trì

Hiệu chuẩn nhà máyNhà sản xuất nên cung cấp giấy chứng nhận hiệu chuẩn, bao gồm các thông số như phạm vi, độ chính xác, hệ số nhiệt độ, v.v. Sử dụng cặp tiền nhân để hiệu chỉnh ngày hết hạn.

Kiểm tra hiện trườngKiểm tra xem số 0 có hợp lý sau khi cài đặt không; Thường xuyên kiểm tra tính liên tục và xu hướng dữ liệu; So sánh tính nhất quán dữ liệu của nhiều cảnh biến trên cùng một mặt cắt.

Câu hỏi thường gặp

1. Biến động đọc bất thường có thể do tiếp xúc kém, nước vào hoặc hư hỏng cáp

2. Dài hạn Zerotrôi có thểLiên quan đến sự thay đổi nhiệt độ, lão hóa vật liệu

3. Tập trung căng thẳng cục bộ có thể dẫn đến đọc cao

8. Giải mã dữ liệu

Dữ liệu giám sát áp suất đất bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố:

Tính không đồng nhất của đất dẫn đến sự khác biệt lớn giữa các điểm đo lân cận; Sự xáo trộn xây dựng, lượng mưa, thay đổi nhiệt độ, v.v. gây ra biến động áp suất; Hiệu ứng kích thước cảm biến và hiệu ứng chất lượng lắp đặt đại diện đo lường; Biến dạng cấu trúc làm thay đổi sự phân bố áp suất của bề mặt tiếp xúc.

Do đó, phân tích dữ liệu nên kết hợp với thực tế kỹ thuật, phán đoán toàn diện, không nên chỉ dựa vào kích thước số để đưa ra kết luận. Cần xác minh lẫn nhau với các phương tiện giám sát khác, chẳng hạn như dịch chuyển, căng thẳng, v.v., khi cần thiết.

9. Mô tả giới hạn

Cảm biến áp suất đất có những hạn chế sau:

1. Đo áp suất điểm cục bộ và có thể không đại diện cho toàn bộ tình hình

2. Sự xáo trộn của quá trình chôn trên đất khó loại bỏ sạch sẽ

3. Sự khác biệt giữa độ cứng cảm biến và đất có thể dẫn đến tập trung căng thẳng

4. Hiện tượng lão hóa như leo, ăn mòn có thể xảy ra trong chôn dài hạn

5. Khả năng đáp ứng hạn chế cho tải nhanh động

Vì vậy thiết kế phương án giám sát cần bố trí hợp lý, ứng dụng dữ liệu cần thận trọng phán đoán.