HRD 型振弦式位移计

使 用 说 明

HRD 型振弦式位移计使用说明

本使用说明仅适用于本公司生产的 HRD 型振弦式位移计，其中包括有 HRD-20、HRD-50、

HRD-100 等系列型号。

1 用途

HRD 型振弦式位移计适用于长期测量水工结构物或其它混凝土结构物伸缩缝的开合度

(变形)，亦可用于测量土坝、土堤、边坡等结构物的位移、沉陷、应变、滑移，并可同步测

量埋设点的温度。

加装配套附件可组成基岩位移计、多点位移计、土应变计等测量变形的传感器。振弦式位移计有温度自动补偿功能，经试验温度修正系数甚小，使用中不需要温度修正。振弦式位移计具有智能识别功能。

2 规格及主要技术参数

规格代号 HRD-20  HRD-50  HRD-100

仪器外径： mm 30.5 30.5 30.5

仪器长度：mm 300  340  400

测量范围：mm 0～20  0～50  0～100

灵敏度 k：mm／F ≤0.01 ≤0.02 ≤0.04

测量精度：±0.1%F.S

温度测量范围：-40℃～+150℃

灵敏度：±0.1℃

耐水压：≥1MPa

绝缘电阻：≥50MΩ

注：频率模数 F=Hz2×10-3

3 结构及工作原理

3.1 结构

HRD 型振弦式位移计由万向节、不锈钢护管、二级机械负放大机构、观测电缆、振弦及

激振电磁线圈等组成

3.2 工作原理

当被测结构物发生变形时将会引起位移计的位移，经万向节传递给二级机械负放大机构，经负放大后的位移传递给振弦转变成振弦应力的变化，从而改变振弦的振动频率。电磁线圈激振振弦并测量其振动频率，频率信号经电缆传输至读数装置，即可测出被测结构物的位移量。同时可同步测出埋设点的温度值。

3.3 计算方法

a) 当外界温度恒定位移计仅受到轴向变形时，其位移量 L 与输出的频率模数△F 具有

如下线性关系：

L = k△F  △F = F - F0

式中： L — 位移计的测量值，单位为 mm； k —位移计的测量灵敏度，单位为 mm/F；

△F — 位移计实时测量值相对于基准值的变化量，单位为 F；

F — 位移计的实时测量值，单位为 F；

F0 — 位移计的基准值，单位为 F。 b) 当位移计不受外力作用时(仪器两端标距不变)，而温度增加△T 时，位移计有一个输出量△F′，这个输出量仅仅是由温度变化而造成的，因此在计算时应给以扣除。

实验可知△F′与△T 具有如下线性关系：

L′= k△F′+ b△T = 0

k△F′= -b△T

△T = T - T0

式中： b — 位移计的温度修正系数，单位为 mm/℃；

△T — 温度实时测量值相对于基准值的变化量，单位为℃；

T — 温度的实时测量值，单位为℃；

T0 — 温度的基准值，单位为℃。 c) 埋设在混凝土结构物内或其它结构物上的位移计，受到的是变形和温度的双重作用，因此位移计的一般计算公式为：

Lm = k△F + b△T = k (F - F0)＋b (T - T0)

式中：Lm — 被测结构物的变形量，单位为 mm。

注：HRD 型振弦式土体位移计具有温度自动补偿功能，经试验测得其温度修正系数小于最小读数，实际使用计算中不需要温度修正，计算时用公式 a。

4 安装与埋设

4.1 简述

位移计的使用场合很广，仪器经加装一些专用附件可以组装成裂缝计(表面测缝计)、位错计、基岩位移计、多点位移计等测量位移的仪器。这些仪器适应的工作场合不同，安装条件和埋设方法也各不相同，下面仅对位移计应用在水电大坝上的安装方法进行简单叙述。

4.2 位移计在混凝土坝上的安装

位移计适用于监测坝体与岸坡交界处的剪切位移及坝体内部的相对位移，具体的埋设方法如下：

根据设计确定的安装位置和方向，在定位基岩上打孔并埋设定位锚杆，或在被测结构物测点处安装固定配件。用读数仪检查位移计是否正常，确定正常后方能使用。同时检查位移计的各种安装配件是否齐全、完好，确认后将位移计、万向节、加长测杆装配在一起。各部件连接时要可靠牢

固，并保证万向节能活动自如。

将位移计与安装部位连接在一起(就现场情况确定是否需要安装测杆保护管)，然后确定位移计测杆的初始位置，调整好各连接件的相互位置并紧固（螺纹连接处可涂少量的胶）。

位移计测杆的初始位置是根据实际测量范围，确定位移计测杆的初始位置。即根据实际需要合理分配位移计拉和压的测量范围，以满足监测量程的需要。

位移计与万向节连接时一定要用细钢钎(或钉子、粗铁丝)穿在位移计测杆上的横向小孔中，防止位移计测杆在旋紧转动。滑动测杆只允许滑动不允许转动，位移计标定和安装时都要注意此问题。

仪器安装完成后应及时测量位移计的初始值，并按设计编号记录仪器的编号、电缆长度、初始模数，并存档。

安装好的位移计电缆应按设计走向埋设固定好，集中引出，并注意保护仪器的引出电缆。