SDS系列渗压计

1 简述
     SDS系列渗压计由由振弦、磁芯和不锈钢外壳等部件组成的压力传感器。
2 特性
     结构简单、紧凑合理、抗震性能好、安装快捷；能在恶劣的环境下长期稳定工作，频率稳定，不受电缆电阻等因素的影响进行长距离传输和自动化监测；温度测量为直读式；广泛用于水利水电、矿山、铁路公路、桥梁码头、地下洞室等岩土工程中孔隙水压力或渗透压力监测。
3 技术指标
    我厂生产的多种SDS系列渗压计的规格见表1

表1 SDS系列渗压计规格型号表

型号	量程 MPa	最大外径（mm）	最大长度（mm）	重量（Kg）	备注
SDS-01	0.1	φ20	190	0.30
SDS-03	0.3	φ20	190	0.30
SDS-05	0.5	φ20	190	0.30
SDS-10	1	φ20	190	0.30
SDS-20	2	φ20	190	0.30
SDS-30	3	φ20	190	0.30
SDS-40	4	φ20	190	0.30
SDS-60	6	φ20	190	0.30

我厂生产的SDS系列渗压计的技术参数见表2

表2 SDS系列渗压计主要技术指标表

量程

（MPa）

频宽

(Hz)

分辩率

（%F.S）

非直线度

（%F.S）

滞后

（% F.S）

不重复度

（%F.S）

综合误差

（%F.S）

0~6

≥600

≤0.025%

≤0.6%

≤0.5%

≤0.3%

≤0.8%

4验收与保管
    承诺：我厂生产的仪器及配件，如用户在验收过程中发现质量问题（用户人为因素之外），我厂负责免费维修或更换。
4.1 仪器部件
   详见装箱单。
4.2 开箱检查
   用户收到渗压计后，开箱验收，箱内装有装箱单、检验合格证、渗压计使用说明书等。
4.3 数量核对
   按装箱单的各项内容核对箱内渗压计及附件数量，如有缺损请及时与我厂联系。
4.4 外观检查
   仔细查看渗压计外部有无损伤痕迹，锈斑等。
4.5 绝缘检查
   用兆欧表测读渗压计本身的绝缘值，一般应大于200 MΩ。
4.6 读数检测
   用二次仪表(频率计) 测读渗压计在自由状态的读数，根据我厂渗压计率定记录表判定传感器工作是否正常，如有差异及时与我厂联系。
4.7 搬运保管
   渗压计运输时应小心轻放，勿剧烈震动和碰撞。渗压计应放置在通风干燥的环境中保管。

5 检验及安装埋设
   渗压计的检验、埋设原则上需按国家或地区的有关规程规范实施，我厂提供的检验和埋设方法仅为参考。
5.1率定、检验项目
   现场对SDS系列渗压计检验，一般情况下，主要进行灵敏系数（K）、温度灵敏系数（α）、温度补偿系数（b）的率定，另外还需对应变计和电缆的防水性能检验。
5.1.1 灵敏系数K率定
   渗压计使用标准压力计（压力仪表专用设备）进行率定，也可使用压力容器进行率定，分级和级差可按厂家的分级和级差实施。随渗压计附有厂家提供的灵敏系数K的率定资料。
5.1.2 温度灵敏系数α率定
   渗压计内的温度计测试时为直读温度值，温度灵敏系数α实际上是它与标准温度计的固定的误差，其误差一般在±0.1℃以内，且是常数，随仪器附有厂家的率定资料，可不进行率定。如需要率定，使用恒温水葙、标准温度计进行温度率定。
5.1.3 温度补偿系数b率定
   厂家对渗压计的温度补偿系数b进行了严格的率定，随仪器附有厂家的b值，为固定常数。
5.2 率定结果计算
5.2.1 灵敏系数K
   建议使用式1、式2、式3、计算渗压计的灵敏系数K：
                       （式1）
                                        （式2）
                           （式3）
   式中：
K─灵敏系数（MPa ）； n ─ 率定级数； x─（）； ─ ；
y ─MPa； A ─ 修正系数； R─线性相关系数；
5.2.2 温度灵敏系数α计算
    前述渗压计的温度灵敏系数（α）实际上是它与标准温度计的固定的误差，建议采用厂家的α值，α ＝±0.1，现场可不进行率定。如需进行温度灵敏系数α率定，同样使用（式1）、（式2）、（式3）计算α值另外，也可以采取算术平均法计算平均误差，根据误差的正、负进行修正即可。
     K＝α ─ 温度灵敏系数； n ─ 率定级数； x ─ 仪器内温度计读数(℃ )
     y ─ 标准温度计读数(℃)； A ─ 修正系数； R ─ 线性相关系数；
5.2.3温度补偿系数（b）计算
    温度补偿系数（b）现场不需要率定，建议采用厂家值。
5.3 防水检验
    一般情况下，渗压计和电缆的防水检验可将其置入容器中浸泡24小时以上，然后测试绝缘值，绝缘应大于200 MΩ。
如渗压计在有水压作用环境下运行，其防水性能需在压力容器中加压检验，最高压力值根据渗压计所处位置确定，检验压力一般为额定压力的1.2倍，加压到规定的压力值后测试其读数（在加压情况下渗压计的读数有所变化属正常）和绝缘值，其绝缘值要求大于200 MΩ。
5.4 电缆连接
    渗压计引出4芯电缆，以芯线的颜色区分传感器和温度计，其中：红色和黑色（不分正负极）为传感器频率测试的导线，绿、白两色（不分正负极）为温度计的导线。导线连接参见“附图1为单支传感器测试时导线连接示意图”。
在现场加长渗压计的电缆时，先将电缆头护层剥开40~50mm，注意不要破坏屏蔽层，然后按照芯线的颜色错落（台阶式）依次剥开绝缘层，剥绝缘层时应避免将导体碰伤，芯线的焊接必须牢固，各芯线之间必须有绝缘层隔离，另外，屏蔽层也需要连接。
电缆接头有两种密封方法，一是硫化法，二是热缩管法，至于采用任何一种连接方法，应按规范规定或设计要求实施。
5.5 仪器编号
    建议在电缆连接结束后即进行编号工序，在引出电缆上隔一定间距（10～15m）设置仪器编号，仪器编号需由2人操作，再由其他人员进行复核。
5.6渗压计埋设
5.6.1 钻孔
    当渗压计埋设在钻孔内时，在设计渗压计埋设的位置钻孔，钻孔的深度和孔径按设计要求实施，当渗压计埋设在结构内部或结构的界面上时，钻孔或不钻孔埋设，附图为渗压计埋设在钻孔内的示意图。
5.6.2 埋设准备
     渗压计埋设前取下透水石在沸水中煮三十分钟左右，然后将透水石装回渗压计上，再把渗压计装入砂袋中并浸泡在盛水容器内24小时以上。
5.6.3 钻孔埋设
   钻孔验收合格后，依次填入砾石、中砂，从容器内取出渗压计立即置入钻孔内然后依次填入砂子，满足设计要求后所有砂浆或混凝土封孔。
5.6.4 其它埋设
   当渗压计埋设在结构内部或结构的界面上时，先在埋设位置填一层砂子，从容器内取出渗压计立即置于埋设位置，再使用砂子覆盖，然后采取人工方法使用所埋设位置的界质覆盖渗压计。
5.7 电缆埋设
    渗压计埋设完后，按设计要求走向敷设电缆，严格防止各种油类沾污腐蚀电缆，经常保持电缆的干燥和清洁，电缆牵引时尽可能埋入混凝土中，或挖槽埋设，混凝土保护层厚度不小于10cm。在无法埋入时，尽可能穿管保护，保护管采用镀锌管或其它材料的管子，保护管固定需牢固。当电缆跨施工缝或结构缝时，采用穿管过缝的保护措施，电缆在管中的部分应尽量采取S形走式，防止由于缝面张开而拉断电缆。电缆一时不能引入监测站时，可采用预埋电缆储藏箱作为临时测站。
5.8 防雷措施
在雷击区，渗压计应与当地的防雷设施连接。

6 测读方法
6.1 观测基准值的确定
   渗压计的基准值按规程规范确定。建议取埋设后的及时测值作为基准值。
6.2 测试
6.2.1 现场就近测试
   单支渗压计测试时，先将频率计上的导线与测缝计的红色和黑色（不分正负极）导线连接，依次测试各传感器的测值。
然后，将频率计上的两根导线与温度测试的绿、白两色（不分正负极）导线连接即可测读温度。
6.2.2 引入集线箱测试
   SDS系列渗压计远距离有线传输可达2000米以上，传感器的导线引入集线箱测试时，频率值和温度值测试需各占用一个通道。将频率计上的两根导线与集线箱上的出线端子相连（不分正负极），依次测试频率值和温度。
6.2.3 联接入自动化系统测试
   目前，自动化系统一般都可接受电流、电压、电阻、频率和各种桥路的输入，只要按自动化系统要求的连接方式将SDS系列渗压计的频率导线和温度导线与其连接即可。

7 结果计算
7.1压力计算
   用式（式4）计算渗流渗压水的压力
                         （式4）
式中：
P─ 压力（MPa）； K─灵敏系数(MPa/ )； A ─修正系数；
─频率平方差( )； ─X时刻的频率值； ─初始频率值；
7.2“A”值修正
   在利用最小二乘法计算渗压计的参数中， “式（4）”中的“修正系数─A”，它是标准回归线与0点的截距，当线性相关系数“R”达到±0.999以上时，截距的数值很小，监测结果的计算时，可视具体情况确定取舍。
7.3“b”值修正
   渗压计计算可不进行温度补偿修正，如需修正，建议温度补偿系数可采用厂家值b＝0.005MPa/℃，采用（式5）计算。
                           （式5）
   式中：
   b ─ 温度补偿系数(MPa/℃) b＝0.00001MPa/℃；
      ΔT =( )                        （式6）
   式中：
   ΔT─温度差（℃） α─灵敏系数； ─ n时刻的温度（℃）； ─初始温度（℃）
温度计不进行率定时取α＝1.002。
其它符号意义同计算式（式4）