淺談健康監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)設(shè)備安裝流程及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)(1)

   日期：2017-07-10

一、該技術(shù)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的變形監(jiān)測(cè)一般采用人工或半自動(dòng)這兩種辦法進(jìn)行，盡管投入成本低，但監(jiān)測(cè)存在著致命的缺點(diǎn)，就是特別容易受到人為因素及環(huán)境因素的影響，數(shù)據(jù)可靠性及規(guī)律性大大降低，無(wú)法滿(mǎn)足監(jiān)測(cè)對(duì)象每時(shí)每刻發(fā)生的動(dòng)態(tài)變形及突然的異常變形，且現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施監(jiān)測(cè)的工作人員安全受到一定程度的隱患風(fēng)險(xiǎn)。而全自動(dòng)化監(jiān)測(cè)剛好可以彌補(bǔ)這些缺陷，全天候24小時(shí)365天有規(guī)律的周期性測(cè)量，數(shù)據(jù)更為可靠，并可實(shí)時(shí)進(jìn)行觀(guān)測(cè)、數(shù)據(jù)傳輸、計(jì)算、分析及預(yù)警，觀(guān)測(cè)站采集系統(tǒng)設(shè)置在由人工搭建的移動(dòng)建筑內(nèi)，監(jiān)測(cè)人員只需在辦公室內(nèi)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀器所測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)線(xiàn)電信號(hào)傳輸即可。

自動(dòng)化監(jiān)測(cè)盡管目前在國(guó)內(nèi)還處于起步階段，但隨著社會(huì)的進(jìn)步及生活水平的 提高，人們對(duì)自己所生存的環(huán)境將會(huì)倍加看重，其安全意識(shí)將會(huì)大大加強(qiáng)，自動(dòng)化監(jiān)測(cè)就將會(huì)受到各級(jí)單位的青睞。在國(guó)際上，該系統(tǒng)從方案設(shè)計(jì)、硬軟件配置到大型工程中的應(yīng)用，都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步和令人滿(mǎn)意的結(jié)果，同時(shí)也看出這項(xiàng)技術(shù)廣泛的應(yīng)用前景。

在過(guò)去的幾年，工程自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)就已經(jīng)在國(guó)內(nèi)得到了多個(gè)單位及項(xiàng) 目的信賴(lài)，并取得了多項(xiàng)成績(jī)。目前我們所做的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有外灘原美豐洋行（應(yīng)變、位移）、華僑大廈（應(yīng)變計(jì)/片、傾角、靜力水準(zhǔn)）、中國(guó)銀行（應(yīng)變、傾角、裂縫、靜力水準(zhǔn)）。只是監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的冰山一角，應(yīng)該說(shuō)任重而道遠(yuǎn)。我國(guó)應(yīng)用這類(lèi)技術(shù)也僅是近十年的歷史，時(shí)間是很短的，但從外部變形監(jiān)測(cè)工作的需求來(lái)看，為了滿(mǎn)足越來(lái)越多的城市綜合體健康監(jiān)測(cè)項(xiàng)目施工、運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的監(jiān)測(cè)需求，采用這種國(guó)際現(xiàn)行發(fā)展的自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)還僅僅是開(kāi)始。

二、概述

BGK-4675靜力水準(zhǔn)是一種精密液位測(cè)量系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)用于測(cè)量多個(gè)測(cè)點(diǎn)的相對(duì)沉降及絕對(duì)沉降。在使用中，一系列的傳感器容器使用通液管連接，每一容器的液位由一精密振弦式傳感器測(cè)得。傳感器下掛有一個(gè)浮筒，當(dāng)容器液位發(fā)生變化時(shí)，浮筒所受到的浮力即被傳感器感應(yīng)。

在多點(diǎn)系統(tǒng)中，所有傳感器的垂直位移均是相對(duì)于其中任意一點(diǎn)（這一點(diǎn)又叫基準(zhǔn)點(diǎn)或參照點(diǎn)）的變化，該點(diǎn)的垂直位移應(yīng)是相對(duì)穩(wěn)定的或者是可用其他人工觀(guān)測(cè)手段來(lái)確定，以便能精確計(jì)算靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)各測(cè)點(diǎn)的沉降變化。此外，還可以通過(guò)每臺(tái)儀器上的液位觀(guān)察管來(lái)粗略查看水位的變化。

三、現(xiàn)場(chǎng)組裝

現(xiàn)場(chǎng)儀器組裝及系統(tǒng)安裝時(shí)必須相對(duì)小心，因?yàn)樵搨鞲衅魇呛芫艿那液馨嘿F。

01 儀器安裝常用工具及材料


02 傳感器部件及結(jié)構(gòu)示意圖


廠(chǎng)商基于安全原因，振弦傳感器部分已裝入保護(hù)筒內(nèi)，保護(hù)筒和儲(chǔ)液筒用螺栓固定在一起，傳感器主體與浮筒單獨(dú)包裝。傳感器主體與浮筒上印有編號(hào)，注意浮筒必須與傳感器配套使用（組裝前應(yīng)檢查傳感器的靈敏度及和浮筒標(biāo)配情況）。

03 傳感器現(xiàn)場(chǎng)安裝?

現(xiàn)場(chǎng)安裝前，儀器安裝點(diǎn)位需進(jìn)行高程測(cè)量，以便使一套監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的各測(cè)點(diǎn)傳感器能安裝在同一高程內(nèi)（可采用“U”型管原理）。從儀器設(shè)備中分清首、末測(cè)點(diǎn)，確定基準(zhǔn)測(cè)點(diǎn)。確定進(jìn)行灌液的測(cè)點(diǎn)（通常選擇首端或末端測(cè)點(diǎn)）。

a、容器（儲(chǔ)液筒）安裝固定
儀器配套的“L”形鋼板一面有3個(gè)孔，用于固定于結(jié)構(gòu)面。另一面有7個(gè)孔，其中3個(gè)孔用于固定容器，外圍4個(gè)孔用于在支墩上安裝。首先將“L”形鋼板用膨脹螺絲固定與監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)面上。盡量保證傳感器安裝面處于水平狀態(tài)，以便于后期安裝。用配套的螺紋支撐桿將傳感器安裝與“L”形鋼板上，使用水平尺測(cè)量、調(diào)整容器，使平面水平，立面垂直。調(diào)平后用活動(dòng)扳手將螺紋支撐桿的螺母擰緊（也可對(duì)傳感器安裝高程進(jìn)行小幅度的調(diào)整）。

b、通液管聯(lián)接、鋪設(shè)
測(cè)點(diǎn)傳感器安裝、固定工作結(jié)束后，可進(jìn)行通液管聯(lián)接、鋪設(shè)工作。容器的底部裝有通液管三通，首末兩端傳感器三通配有絲堵，安裝時(shí)注意區(qū)分。根據(jù)需要聯(lián)接的兩個(gè)測(cè)點(diǎn)間的距離，截取通液管，應(yīng)該留有一定的富裕量。兩個(gè)測(cè)點(diǎn)間的通液管安裝好后，管線(xiàn)中間應(yīng)比兩端低，這樣有利于排除空氣。管線(xiàn)鋪設(shè)時(shí)，應(yīng)避免打折、扭曲和劃傷。管線(xiàn)必須緊固、可靠聯(lián)接在三通上，以免漏液。管線(xiàn)保護(hù)時(shí)可使用金屬或塑料線(xiàn)槽固定，避免使用管狀材料保護(hù)，以免給檢查維護(hù)帶來(lái)困難。

c、容器頂蓋拆離
各測(cè)點(diǎn)通液管聯(lián)接完畢，檢查無(wú)誤后，可拆離容器頂蓋，先用活扳手分離液位觀(guān)察彎頭（上部）的液位觀(guān)察管，用膠布將液位觀(guān)察管豎直粘貼、固定在容器的外壁上。然后用內(nèi)六角扳手將頂蓋固定螺絲（共3條）拆下，將傳感器保護(hù)筒部分與容器分離，放置于測(cè)點(diǎn)位置，等到系統(tǒng)充液結(jié)束后進(jìn)行組裝。

d、系統(tǒng)充液
充液前應(yīng)仔細(xì)檢查通液管聯(lián)接情況。確定各個(gè)測(cè)點(diǎn)通液管均妥善聯(lián)接，首、末測(cè)點(diǎn)三通均有絲堵。

充灌液體的去氣非常重要，未經(jīng)去氣的液體在加入到管路中后很容易析出小的氣泡經(jīng)聚集后演變?yōu)榇蟮臍馀荻绊憸y(cè)量。最好是采用冷卻的沸水(已除氣）液體。我們采用的是有色防凍液，所以在充液時(shí)應(yīng)注意管內(nèi)空氣的排除（過(guò)程漫長(zhǎng)繁瑣）。

充液前應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)容器數(shù)量及通液管長(zhǎng)度粗略計(jì)算所需溶液的數(shù)量體積，以便勻速、連續(xù)進(jìn)行充液工作，充液時(shí)應(yīng)控制速度并使液體沿容器內(nèi)壁流下（直接倒入可能會(huì)沖濺出很多氣泡流入通液管，使通液管內(nèi)聚集大量氣泡）。在充液過(guò)程中，溶液液面應(yīng)低于正在充液容器上口4~5cm，并隨著全部測(cè)點(diǎn)充液情況對(duì)充液速度進(jìn)行調(diào)整，最終是溶液液面保持在容器外所貼刻度尺1/2左右位置。

如果發(fā)現(xiàn)通液管內(nèi)有少量氣泡，可敲打通液管，是氣泡隨液流排出。如果通氣管內(nèi)聚集大量氣泡，可能會(huì)聚集在三通位置形成氣阻現(xiàn)象而不易排出，此時(shí)可以逐漸提升每段通氣管的高度（空氣上流），使氣體流走到儀器三通位置，卸開(kāi)三通束節(jié)將空氣排出即可。

充液過(guò)程必須有人巡視各測(cè)點(diǎn)液位變化情況（如果測(cè)點(diǎn)高程偏差較大，可能會(huì)出現(xiàn)最低的容器液面過(guò)高而溢出），檢查系統(tǒng)之間是否存在漏液現(xiàn)象，以便及時(shí)處理。系統(tǒng)內(nèi)管線(xiàn)排出氣泡的工作非常重要！若通液管中有氣泡，將會(huì)因氣體或氣泡表面張力作用導(dǎo)致各容器液位難以平衡，最終造成測(cè)量誤差或讀數(shù)的嚴(yán)重不穩(wěn)定。也會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)對(duì)溫度變化很敏感（溫度變化越大，讀數(shù)變化越大）。

e、懸掛浮筒、組合容器與容器蓋頂
將配套用于容器蓋頂?shù)摹癘”型密封膠圈裝入容器頂蓋預(yù)留的凹槽中（防止容器內(nèi)液體氣化揮發(fā)），找出與傳感器編號(hào)一致的浮筒，將浮筒上的污漬擦拭干凈。將浮筒掛鉤掛在傳感器掛鉤上，握住傳感器保護(hù)筒部分，通過(guò)容器頂蓋螺絲孔及液位觀(guān)察管彎頭，將容器頂蓋與容器對(duì)正，將浮筒輕緩放入容器內(nèi)，緩慢壓入容器頂蓋（掛上浮筒后應(yīng)避免浮筒與傳感器部分發(fā)生扭轉(zhuǎn)，操作時(shí)動(dòng)作應(yīng)輕緩，避免損壞傳感器），擰上頂蓋固定螺絲并將液位觀(guān)察管恢復(fù)原狀（靜止5分鐘，此時(shí)還可以用特定讀數(shù)儀GK403等測(cè)試傳感器的安裝讀數(shù)情況）。

f、通氣管安裝、鋪設(shè)
測(cè)點(diǎn)傳感器安裝、固定工作結(jié)束后，可進(jìn)行通氣管聯(lián)接、鋪設(shè)工作。容器的中部裝有通氣管三通，頂部裝有傳感器通氣管三通。儀器出廠(chǎng)時(shí)在通氣管三通上配有密封橡膠帽，拆除密封橡膠帽后應(yīng)盡快聯(lián)接通氣管，否則需恢復(fù)橡膠帽，以免潮氣進(jìn)入傳感器內(nèi)部。傳感器三通配有絲堵，安裝時(shí)注意區(qū)分。

通氣的作用是使所有容器內(nèi)液面以上氣壓以及傳感器內(nèi)部壓力保持一致，整個(gè)通氣系統(tǒng)應(yīng)相互聯(lián)通。根據(jù)需要聯(lián)接的兩個(gè)測(cè)點(diǎn)間的距離，截取通氣管聯(lián)接兩測(cè)點(diǎn)的三通位置，應(yīng)該留有一定的富裕量，逐一通聯(lián)。末點(diǎn)松開(kāi)干燥管一端的螺絲，使其和大氣導(dǎo)通，然后再在干燥管上套一呈自然干癟狀態(tài)其較大的氣球，對(duì)其進(jìn)行保護(hù)，有利于延長(zhǎng)干燥劑的使用壽命。

兩條通氣管安裝完畢后，可與通液管聚攏、綁扎在一起，管線(xiàn)鋪設(shè)時(shí)應(yīng)避免打折、扭曲和劃傷。管線(xiàn)必須可靠的連接在三通上。

g、傳感器電纜焊接加長(zhǎng)
傳感器出廠(chǎng)時(shí)配備3m長(zhǎng)電纜，現(xiàn)場(chǎng)儀器安裝好后，需進(jìn)行焊接加長(zhǎng)。焊接前用萬(wàn)用表測(cè)量傳感器芯線(xiàn)間電阻數(shù)據(jù)并記錄。（黑、紅芯線(xiàn)為180?左右，綠、白芯線(xiàn)為3k ?左右）

焊接前將電纜端部剝除外皮，長(zhǎng)度約8cm，露出芯線(xiàn)。電纜外面套?12mm熱縮套管。用剝線(xiàn)鉗將芯線(xiàn)剝除1cm左右外皮，芯線(xiàn)上套?2mm熱縮套管。芯線(xiàn)對(duì)應(yīng)顏色對(duì)接并擰在一起后，用電烙鐵焊錫。5根芯線(xiàn)均需焊接，焊接時(shí)注意：1、將各個(gè)芯線(xiàn)接頭錯(cuò)開(kāi)剪斷； 2、芯線(xiàn)導(dǎo)體剝開(kāi)后外露長(zhǎng)度應(yīng)一致（約2cm），以保證電纜受拉時(shí)，各芯線(xiàn)能均勻受力。焊接結(jié)束后，將?2mm熱縮管推至接頭部位，用熱風(fēng)槍將熱縮套管熱縮于接頭部位。最后將?12mm熱縮套管推至電纜接頭部位，用熱風(fēng)槍將熱縮套管熱縮于接頭部位。使用熱風(fēng)槍吹熱縮管時(shí)應(yīng)控制溫度，必須使熱縮管內(nèi)部的熱熔膠融化呈透明、流動(dòng)狀態(tài)，完成充滿(mǎn)接頭內(nèi)部。溫度過(guò)高會(huì)使芯線(xiàn)外皮融化，造成芯線(xiàn)短路，也會(huì)造成熱縮套管碳化變脆。