YSPM-xxxAW型振弦式渗压计

YSPM-xxxAW型振弦式渗压计

产品概述

YSPM- xxxAW型振弦式渗压计适用于各类水利水电工程，*埋设在水工结构物或其它混凝土结构物及土体和基岩内部，监测结构物或土体内部埋设位置渗透(孔隙) 水压力，并同步测量埋设点的温度，可作为对水利水电工程渗流的*监测仪器，如在水工建筑物内、大坝、混凝土、砂卵石 、土体、基岩、廊道、测压管等被监 测结构物内部的使用中。

依据标准

GB/T 3411.1-2009《大坝监测仪器振弦式孔隙水压力计》

GB/T 15406-2007《岩土工程仪器基本参数及通用技术条件》

GB/T 24105-2009《岩土工程仪器基本环境试验条件及方法》

GB/T 13606-2007《岩土工程仪器振弦式传感器通用技术条件》

技术参数

计算方式

当渗压计受到渗透(孔隙)水压力和温度的双重作用时，若大气压力有较大变化时，应予以修正。渗压计的一般计算公式：P_m= k△F + b△T = k (F₀ - F) + b (T - T₀) – Q

式中：P_m — 被测渗透(孔隙)水压力量，单位为KPa；

                 K — 渗压计的测量灵敏度，单位为KPa/F；

               △F — 渗压计基准值相对于实时测量值的变化量，单位为F；

                 b —渗压计的温度修正系数，单位为KPa /℃；

               △T — 温度实时测量值相对于基准值的变化量，单位为℃；

                 F₀ — 渗压计的测量基准值，单位为F；

                 F — 渗压计的实时测量值，单位为F；

                 T — 温度的实时测量值，单位为℃；

                 T₀ — 温度的测量基准值，单位为℃；

                 Q — 若大气压有较大变化时，应予以修正；

注：频率模数F=Hz²×10^-3，在标准大气压下 1m水柱=9.81ka。

振弦式渗压计
1．1 振弦式渗压计结构与原理
本文采用的是VWP型振弦式渗压计， 它由透水板、感应膜、密封壳体、振弦及激振电磁圈等组成。仪器中有一个灵敏的不锈钢膜片，在它上面连接振弦，如图1所示。当被测水压作用膜片上时，将引起 弹性膜板的变形，其变形带动振弦转变成振弦应力的变化，从而改变振弦的振动频率。使用时，通过对电磁线圈加载适当的电流实现激振过程，激振完成后，切断对 线圈的供电，同时将线圈接入测量电路中，通过拾取线圈中的感生电动势来获得振弦的固有频率，频率信号经电缆传输至读数设备，即可测出水荷载的压力值，同时 可测出埋设点的温度值。

1．2 振弦式渗压计的数学模型
对于图1所示的振弦式渗压计，当振弦受张力T作用时，其等效刚度发生变化，振弦的谐振频率f为：

式中，p-振弦的线密度(tex，ltex=g／km)；l-振弦的有效振动长度(m)。
本文采用的是单根振弦的渗压计，根据其输出特性，计算公式如下：

式中，Pm为渗透压力；k为渗压计的测量灵敏度；fo为基准频率值；f实测频率值；b为温度修正系数；T为实时测量的温度值；T0为温度的基准值；Q为大气压修正系数，对于密封腔与大气压沟通的仪器，Q恒为0。
假设不考虑大气压力影响，当外界温度恒定时，渗透压力与频率平方差成正比；当渗压增量恒定时，渗透压力与频率平方差成正比，这个输出量仅仅是由温度变化而造成的，与温度增量成线性关系，即，于是温度修正系数，如果不考虑温度增量的影响，这个输出的变化就是温度变化引起的系统误差。本系统中采用的渗压计k=0．1105，b=0．3042。