時間：2023-05-31 09:32:56
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇位移測量，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
【關(guān)鍵詞】FPGA 光柵信號 Verilog 辨向電路 計數(shù)電路
1 概述
光柵位移傳感器是基于光柵莫爾條紋信息變換原理的模C數(shù)傳感器[1]，光柵信號由于不受時間影響、抗干擾力強等優(yōu)點，光柵傳感器位置測量技術(shù)在醫(yī)療設(shè)備、精密現(xiàn)代化加工設(shè)備等方面得到了廣泛的應(yīng)用。目前光柵位移測量系統(tǒng)方案主要包括：光柵位移信號處理電路（濾波、降噪等）、控制單元、LCD顯示電路及功能鍵。這些方案實現(xiàn)的方法各不相同，也各有不足[2，3]。例如：劉翠玲，趙權(quán)等人[2]提出運用單片機(jī)作為處理芯片，存在控制速度慢，精度低等不足；謝敏[3]提出使用一片F(xiàn)PGA芯片完成細(xì)分、辨向計數(shù)等功能，提高了數(shù)據(jù)處理的實時性，但存在人機(jī)界面不友好等不足。
針對目前光柵測量方案的不足，本文以FPGA為主芯片，采集光柵信號并對光柵進(jìn)行細(xì)分，運用Verilog HDL語言對FPGA進(jìn)行硬件編程，使FPGA實現(xiàn)細(xì)分、辨向、計數(shù)等功能，大大減輕單片機(jī)的負(fù)擔(dān)，并運用單片機(jī)讀取計數(shù)器的值并進(jìn)行數(shù)學(xué)處理，使系統(tǒng)實現(xiàn)點、線、圓的測量等功能，最后用液晶顯示屏顯示結(jié)果或通過USB口將所測的元素上傳到上位機(jī)后在屏幕上描繪出來，形成一個高速、人機(jī)界面友好、低成本、高精度的多功能測量系統(tǒng)，滿足機(jī)床測量的需求。
2 系統(tǒng)總體設(shè)計
該測量系統(tǒng)選用低成本的新天光電50線/mm的光柵傳感器，當(dāng)它正常工作的時候，輸出相差為900的TTL方波信號A+、B+和它的反信號A-、B-，以及R+和其反信號R-即參考點信號三組信號。
X軸、Y軸、Z軸分別連接3路光柵傳感器，光柵傳感器輸出的三路信號經(jīng)過FPGA里的四細(xì)分及辨向后，輸出正向或反向脈沖信號并對其進(jìn)行計數(shù)，然后單片機(jī)通過讀取FPGA中數(shù)字量，并通過運算，得出光柵移動的位置，最后用LCD顯示結(jié)果或通過USB口與PC機(jī)進(jìn)行雙向通訊。系統(tǒng)總體設(shè)計框圖，如圖1所示。
3 硬件設(shè)計
本系統(tǒng)硬件電路主要由光柵傳感器、差分放大器MC3486、74HC14、LCD、單片機(jī)C8051F341和A3P030等組成。運用Flash架構(gòu)FPGA的速度快、密度高、可在線修改等的特點，完成對光柵信號的處理，并實現(xiàn)對X軸、Y軸、Z軸光柵信號的細(xì)分、辨向、計數(shù)、位移測量的功能，其計數(shù)頻率高達(dá)到200MHz，分辨率達(dá)26位。
3.1 FPGA模塊設(shè)計
通過電子學(xué)細(xì)分提高光柵的精度，則必須要實現(xiàn)細(xì)分、辨向、計數(shù)的功能。本系統(tǒng)的設(shè)計主要是運用FPGA來實現(xiàn)細(xì)分、辨向和計數(shù)的邏輯電路，核心芯片采用的是actel公司的 A3P030，此芯片系統(tǒng)門電路多、運行速度極快、功耗低、掉電不易失、價格不錯，克服了用DSP和單片機(jī)導(dǎo)致的運算速度慢的缺點。故常作為首選芯片。
3.1.1 四倍頻細(xì)分原理
FPGA里的四細(xì)分電路的設(shè)計思路是：FPGA接收來自經(jīng)過差分放大器、整形器后的2路相差900的A、B相信號，然后如果對A、B相信號的上升沿和下降沿都進(jìn)行計數(shù)，從而實現(xiàn)四細(xì)分計數(shù)，使測量精度提高4倍。本文選用觸發(fā)器D來獲取A、B相信號的邊沿脈沖，是因為D觸發(fā)器的輸出只有在時鐘上升沿的時候才能隨輸入端D變化的特點。
3.1.2 辨向計數(shù)原理
D觸發(fā)器能消除輸入信號的尖脈沖影響，所以為了提高系統(tǒng)的抗干擾性能，選用經(jīng)過第一個D觸發(fā)器產(chǎn)生與時鐘同步的信號A1、B1，再經(jīng)過第二個D觸發(fā)器產(chǎn)生與時鐘同步的信號A2、B2。A2、B2與A1、B1分別延時一個時鐘周期。
A1、B1是前一刻的狀態(tài)，A2、B2是當(dāng)前狀態(tài)，分析A1、B1、A2、B2電平狀態(tài)的關(guān)系可知：一個周期內(nèi)，光柵正向運動時，A1B1A2B2電平值有（0010）、（1011）、（1101）、（0100）四個值，每發(fā)生一次這樣的變化，可逆計數(shù)器進(jìn)行加1；當(dāng)光柵反向運動時，A1B1A2B2電平值有（0001）、（0111）、（1110）、（1000）四個值，每發(fā)生一次這樣的變化，可逆計數(shù)器進(jìn)行減1（四個狀態(tài)前后相互關(guān)聯(lián)，若狀態(tài)不連續(xù)變化視為無效）。
將以上輯，運用Libero IDE軟件、Verilog語言，實現(xiàn)辨向計數(shù)的功能。
3.1.3 FPGA軟件程序設(shè)計
本系統(tǒng)設(shè)計的FPGA模塊主要采用Verilog語言實現(xiàn)光柵信號的細(xì)分、辨向、計數(shù)、響應(yīng)單片機(jī)發(fā)出測量的功能。其程序流程圖，如圖2所示。
3.2 單片機(jī)C8051F341模塊設(shè)計
C8051F341單片機(jī)通過P0、P2口以讀寫控制線RD、WR與FPGA相連。通過訪問外部寄存器的方式讀寫A3P030內(nèi)部的輔助功能寄存器，以及讀取計數(shù)寄存器的值并進(jìn)行運算。（單片機(jī)按著坐標(biāo)的順序先發(fā)送X軸方向測得的數(shù)據(jù)，等 X軸的數(shù)據(jù)停止發(fā)送后，再發(fā)送Y軸的數(shù)據(jù)，最后發(fā)送Z軸的數(shù)據(jù)）。
3.3 通訊模塊設(shè)計
本系統(tǒng)通訊模塊設(shè)計采用SP3232E接收器能將單片機(jī)TXD腳傳來的TTL電平轉(zhuǎn)換成RS-232電平。T1IN腳接單片機(jī)的發(fā)送端即P1.1端口，PC機(jī)的RS-232的接收端口RD接T1OUT引腳。同時，R1OUT接單片機(jī)的接收端RXD1引腳即P1.0端口，PC機(jī)的RS-232的發(fā)送端TXD接R1IN引腳。
串口輸出數(shù)據(jù)的協(xié)議設(shè)計如下：
GX±*********Y±*********Z±*********
（其中：G―傳輸這組數(shù)據(jù)的標(biāo)志字，X、Y、Z―三個坐標(biāo)數(shù)據(jù)標(biāo)志字，±―數(shù)據(jù)的符號位，*―傳輸?shù)木唧w數(shù)據(jù)（9個數(shù)據(jù)中包含一個小數(shù)點））。
4 測量原理
系統(tǒng)要測量的平面幾何要素包括點、直線、圓的功能。本文綜合運算能力及存儲空間等因素考慮，曲線擬合算法采用經(jīng)典的最小二乘法[4]。
4.1 線測量
線測量的功能是通過采集2-50個樣點來測量一個線元素。當(dāng)采集的樣點多于2個時，系統(tǒng)會根據(jù)采集的樣點求出一條最合適的直線。
假設(shè)所求的直線模型為：y=b0+b1x，利用n對觀測值，求出回歸系數(shù)b0，b1。采用最小二乘法，記
我們尋找使Q（b0，b1）達(dá)到最小值b0和b1。
假設(shè)光柵傳感器在直線上采樣30個點（用戶可以設(shè)置采樣的點數(shù)），運用MATLAB將這些點擬合成一條直線：y=2.7843+1.238x。擬合直線圖，如圖3所示。
4.2 圓測量
測量圓可通過在圓周上采集3-50個樣點來測得。當(dāng)采集的樣點數(shù)多于3個時，系統(tǒng)會根據(jù)采集的樣點數(shù)據(jù)求出一個最合適的圓。假設(shè)光柵傳感器在圓上采集的一些點。運用MATLAB擬合出這個圓的模型，如圖4所示。
4.3 實現(xiàn)方法
系統(tǒng)測量點、線、圓的功能主要運用keil軟件編程，按測量鍵選擇進(jìn)入相應(yīng)測量界面，單片機(jī)檢測按鍵功能，然后調(diào)用相應(yīng)的子程序。
5 結(jié)束語
針對本文設(shè)計采用FPGA對光柵進(jìn)行細(xì)分，使其精度提高了4倍進(jìn)行驗證。利用仿真軟件Libero IDE進(jìn)行邏輯綜合、布局布線、時序仿真測試，系統(tǒng)時鐘約束設(shè)置為50MHZ，數(shù)據(jù)的時間說明情況如圖10所示。以X[1]值為例，它的需求時間為20.764ns，到達(dá)時間為15.716ns，時間充裕量為5.048ns。說明該系統(tǒng)設(shè)計滿足需求。
選取標(biāo)準(zhǔn)值為35.375mm的圓規(guī)，運用本文設(shè)計的光柵位移測量系統(tǒng)對該圓規(guī)的直徑進(jìn)行測量，得到所測的圓直徑結(jié)果為35.378mm，偏差為+0.003mm。說明此系統(tǒng)的設(shè)計滿足精度要求。
參考文獻(xiàn)
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[3]謝敏.基于FPGA的多路光攀據(jù)采集系統(tǒng)[D].合肥：合肥工業(yè)大學(xué)，2013：9-22.
[4]Xu Guowang，Liao Mingchao.A variety of methods of fit circle[J].Journal of Wuhan Polytechnic University，2002（04）：104-105
作者簡介
湯攀（1990-），女，重慶市人。碩士學(xué)位。現(xiàn)為貴州大學(xué)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院研究生在讀。主要研究方向為嵌入式應(yīng)用技術(shù)。
關(guān)鍵詞:橋梁工程;滑坡;位移測量;主案設(shè)計;施測方法
中圖分類號:U675文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1009-2374 (2010)15-0041-02
一、橋梁概況
某橋梁是該地一級電站和二級電站與外部連接的重要交通樞紐,隨著該地電站建設(shè)即將開工,其基礎(chǔ)配套設(shè)施必須先期完成,因此該橋梁的建設(shè)迫在眉睫。該橋梁橫跨某江,右岸處于山體較為穩(wěn)固的巖石上,左岸剛好位于地質(zhì)條件較差的二級滑坡體上。由于受到兩岸連接線和地形條件的限制,橋位沒有大幅變動的可能,因此在施工之前需要對該滑坡的穩(wěn)定性進(jìn)行評估,以便作出合理的治理方案。
滑坡體后緣高程約為1448m,前緣高程約為1340m,高度平均為181m,長度平均為150m,體積近93萬m3。平均自然滑坡30°,其間存在大型崩積塊石形成的陡坎。它由一級滑坡和二級滑坡組成,二級滑坡呈錐形,下部靠近江河部分寬約180m,它是在一級滑坡的基礎(chǔ)上經(jīng)過數(shù)年的滑動而形成。
二、方案設(shè)計
(一)測區(qū)簡介
滑坡區(qū)位于某縣城境內(nèi)的磨房溝的對岸,東南向距離鄰縣約74公里,東北向距離另一縣城約89公里。測區(qū)屬亞熱帶濕潤氣候區(qū),主要受高空西風(fēng)環(huán)流和西南季風(fēng)影響。每年7～10月為雨季,水汽充沛,氣候濕潤。降雨量約占全年的90%。每年11月至次年6月為旱季。具有氣溫日差較大,年差較小,四季不分明,干濕季明顯,冬春干旱,晴朗多云,無嚴(yán)寒,夏秋溫濕,雨量集中等特點。
滑坡所處地區(qū)屬剝蝕高山峽谷地貌。江河谷斷面呈不對稱的“U”形;河床狹窄,寬102～124m,水流湍急;從上游至下游河流總體呈SW220°至正南向至SE170°的弧形展布;觀測期間該江水位在1335～1346m之間變動。
山頂高程為1600～1635m,地形相對高差為260～300m。
分界線高程為1450m;坡體上部的坡面角約為37°,表面覆蓋以坡積物為主,局部存在巨型崩積塊石,植被均為低矮灌木;坡體下部的坡面角約為32°,表層覆蓋在上游以崩坡積物為主,在下游以殘坡積物為主,坡面大部分開墾為耕地,植被以莊稼為主,局部存在低矮灌木或被高大雜樹所覆蓋。
(二)監(jiān)測等級
根據(jù)《建筑變形測量規(guī)程》的要求,本滑坡位移監(jiān)測等級按三級要求執(zhí)行。平面位移監(jiān)測基準(zhǔn)網(wǎng)觀測點坐標(biāo)中誤差≤±10mm,測角中誤差≤±2.5″,最弱邊邊長相對中誤差≤±1/50000;沉降位移監(jiān)測基準(zhǔn)網(wǎng)觀測點站高差中誤差≤1.5mm。
(三)選點布網(wǎng)
在該江右側(cè)即磨房溝岸共布設(shè)四個穩(wěn)固的監(jiān)測基點,為C1、SB1、SB2、SB3,其中C1、SB1布設(shè)在二級滑坡體上,SB2、SB3布設(shè)在山體基巖上。在左岸均勻的布設(shè)了五個位移觀測點,即PB1、PB2、PB3、PB4和PB5,其中PB1布設(shè)在二級滑坡體上,其余四個布設(shè)在一級滑坡體上,滑坡及滑坡位移監(jiān)測網(wǎng)如下圖所示:
(四)測量基準(zhǔn)及監(jiān)測方法
本項目測量平面基準(zhǔn)采用發(fā)電站輔助洞施工坐標(biāo)系,高程基準(zhǔn)采用1956黃海高程系。
由于測區(qū)山勢陡峭,且滑坡體上存在高大的樹木,平面位移監(jiān)測如采用GPS觀測,接收機(jī)天線接收的衛(wèi)星信號勢必會有所影響,從而影響到監(jiān)測成果,故采用常規(guī)的三角測量方法,沉降監(jiān)測由于受地形條件的限制,無法采用幾何水準(zhǔn)測量法,故采用三角高程測量法。
(五)監(jiān)測周期及次數(shù)
由于該橋即將開工,首次監(jiān)測距大橋開工只有3個多月的時間,期間有2個月是測區(qū)的雨季,因此根據(jù)滑坡體的活躍
程度決定雨季中每月監(jiān)測一次,雨季后監(jiān)測一次,共監(jiān)測3次。
三、監(jiān)測實施
(一)監(jiān)測基點及位移監(jiān)測點的埋設(shè)
監(jiān)測基準(zhǔn)點埋設(shè)在變形影響范圍以外且便于長期保存的位置。SB2、SB3埋沒在該江右岸穩(wěn)定的基巖上,SB1、C1埋設(shè)在基巖上的房頂上;位移監(jiān)測點分別埋設(shè)在一、二級滑坡體上。位移監(jiān)測點標(biāo)石的埋設(shè)均采用現(xiàn)場開挖基坑、現(xiàn)澆混凝土的方式完成,埋深1.8m,并在標(biāo)石頂面銅釘上鑿刻十字絲標(biāo)示其測量位置。
(二)觀測實施
在所有標(biāo)石的混凝土完全凝固、穩(wěn)定后再實施觀測。觀測方法采用收放射線觀測網(wǎng)法,監(jiān)測基點和位移監(jiān)測點同時觀測,整體平差。滑坡體平面位移監(jiān)測使用TC2002全站儀按方向觀測法以三等三角網(wǎng)精度要求對角度觀測了6個測回,對基線邊及相關(guān)邊長進(jìn)行往返觀測,并進(jìn)行氣象改正、加常數(shù)改正、乘常數(shù)改正、傾斜改正及投影改正(由于儀器的貯存器期誤差檢定值不顯著,因此周期誤差改正被忽略)。
沉降位移監(jiān)測采用TC2002全站儀以光電測距三角高程測量方法測量各段高差,邊長往返各觀測2個測回,垂直角觀測4個測回,形成閉和環(huán)。
1.第一次監(jiān)測。首次觀測在雨季的前期進(jìn)行。平面控制網(wǎng)測量;從已知〉枷叩C1、C2聯(lián)測至SB2和SB1,以SB2的輔助洞施工坐標(biāo)為起算點,SB2-SB1的方向為起算方位角,對平面監(jiān)測網(wǎng)進(jìn)行整體平差,平差后方向觀測中誤差為±1.03″,最弱點C1的點位中誤差為±0.23cm,最弱邊C1～SB1的相對中誤差為1/82000,位移監(jiān)測點最弱點PB1的點位中誤差為±0.22cm。
高程控制網(wǎng)測量:從已知水準(zhǔn)點使用N3水準(zhǔn)儀按三等水準(zhǔn)要求進(jìn)行往返觀測;聯(lián)測至監(jiān)測基點SB2,然后采用TC2002全站儀以光電測距三角高程測量方法測量各段高差,邊長往返各觀測2個測回,垂直角面測4個測回,形成閉和環(huán)。平差后每公里高程測量高差中誤差為±2.26mm,測站SB~C1的高差中誤差最大值為0.80mm,監(jiān)測基點中最弱點SB3的精度為±0.85mm,位移監(jiān)測點中最弱點PB3的精度為±0.93mm。
2.第二次監(jiān)測。第二次監(jiān)測在雨季中期進(jìn)行,這時由于測區(qū)經(jīng)過了近60天的雨季,二級滑坡體發(fā)生了明顯的位移。平面控制網(wǎng)平差后方誤差為±0.22cm,最弱邊C1~SB1的相對中誤差為1/110000,位移監(jiān)測點中最弱點PB4的點位中誤差為±0.19cm,PB1由于在觀測期間在不斷位移,因此該點不參與整體平差。
高程控制網(wǎng)平差后每公里高程測量高差中誤差為±2.09mm,測站SB3~P孤高差中誤差最大值為0.79mm,監(jiān)測基點中最弱點SB3 精度為±0.74mm,位移監(jiān)測點中最弱點PB4的精度為±0.85mm。
3.第三次監(jiān)測。第三次監(jiān)測在雨季后進(jìn)行,二級滑坡體經(jīng)過雨季的位移后趨于塹時穩(wěn)定。平面控制網(wǎng)平差后方向觀測中誤差為±1.25″,監(jiān)測基點中最弱點C1的點位中誤差為±0.25cm,位移監(jiān)測點中最弱點PB1的點位中誤差為±0.31cm,最弱邊C1~SB的相對中誤差為1/94000;高程控制網(wǎng)平差后每公里高程測量高差中誤差為±2.24mm,測站SB3～C1的高差中誤差最大值為0.94mm,監(jiān)測基點中最弱點SB1的精度為±0.96mm,位移監(jiān)測點中最弱點PB1的精度為±1.18mm。
四、結(jié)論與建議
從以上三次監(jiān)測成果比較中可以看出,四個監(jiān)測基點在三次觀測中位移變動最在值均不超過2mm,證明其點穩(wěn)固,能夠滿足本次滑坡位移監(jiān)測的要求。四個一級滑坡移監(jiān)測點在三次觀測中位移變動最大值均不超過5mm,證明一級滑坡體基本處于穩(wěn)定狀態(tài)。位于二級滑坡體上的位移監(jiān)測點PB1每次觀測位移變化較劇烈,說明二級滑坡體仍然處于活動中。
由于受觀測周期及大橋工期的限制,本期監(jiān)測只進(jìn)行了三次,在以后的施工中滑坡體會到人為因素、自然因素及二級滑坡體等條件的影響,一級滑坡體的穩(wěn)定性還待于進(jìn)一步的研究。建議在大橋施工前對二級滑坡體進(jìn)行治理,在大橋施工中及以后的一段時間內(nèi)還需要對一級滑坡體繼續(xù)進(jìn)行觀測,以便更準(zhǔn)確地對其穩(wěn)定性進(jìn)行評估。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】電渦流；傳感器；單片機(jī)
1.引言
現(xiàn)代社會是信息化的社會，人們的主要交流和溝通都是通過對信息的傳遞、處理而進(jìn)行的。傳感器就是人們從自然界獲取各種相應(yīng)外界信息的方式，能夠?qū)⑾鄳?yīng)的需要采集的信息轉(zhuǎn)換成為控制芯片能夠識別的電流或者電壓等信號，在現(xiàn)代的控制測量系統(tǒng)中具有不可缺少的作用。
本論文主要介紹的是電渦流式位移傳感器。電渦流式位移傳感器屬于電感式位移傳感器的一種，是基于電渦流效應(yīng)而工作的傳感器，具有很多優(yōu)點：高分辨率、高可靠性、較寬的頻率響應(yīng)以及較高的靈敏度等等。
該傳感器還具有很強的抗干擾能力，相比而言，傳統(tǒng)的傳感器具有非線性誤差，要求工作環(huán)境恒定或者價格較高[1]。
2.電渦流式微位移傳感器
2.1 傳感器發(fā)展歷程
國外在工業(yè)化的過程中，逐漸將傳感器廣泛應(yīng)用在各個生產(chǎn)領(lǐng)域，在航天和軍事領(lǐng)域也有十分領(lǐng)先的傳感器應(yīng)用。之后伴隨各個國家的機(jī)械、自動化、計算機(jī)等信息產(chǎn)業(yè)如日中天，歐美國家以及亞洲的日本都對世界的傳感器具有相當(dāng)重要的影響。
我國主要是在1960年開始對傳感器進(jìn)行開發(fā)工作。國家組織大批科研人員對其進(jìn)行研究和開發(fā)，并實施了“八五”、“九五”等國家計劃，使得其取得了十分矚目的應(yīng)用成就。然而我們也應(yīng)該清醒地意識到，我國在傳感器的基礎(chǔ)制造工藝等方面還不能和發(fā)達(dá)國家相提并論，許多核心技術(shù)以及芯片都要進(jìn)口。與此同時，我們的傳感器在國際上沒有太大競爭力，產(chǎn)品研發(fā)和更新速度很低，缺少實用創(chuàng)新性[2]。
2.2 傳統(tǒng)傳感器缺點
以往的傳感器和電渦流位移傳感器比起來，具有以下幾個方面的嚴(yán)重不足：
（1）輸入一輸出特性存在非線性且隨時間而漂移；
（2）環(huán)境會干擾參數(shù)，使得測量結(jié)果發(fā)生漂移；
（3）因結(jié)構(gòu)尺寸大，而時間響應(yīng)特別差；
（4）易受噪聲干擾、信噪比低；
（5）靈敏度或者分辨率不夠理想。
2.3 電渦流式微位移傳感器
本論文所要介紹的電渦流位移傳感器，其工作原理是利用了渦流效應(yīng)。該類型的傳感器，通過渦流效應(yīng)使相應(yīng)的位移的變化，轉(zhuǎn)換成線圈的阻抗值變化；之后利用特定的電路將線圈阻抗值變化轉(zhuǎn)換成為電壓的變化，再進(jìn)行檢測和輸出，根據(jù)相應(yīng)的公式或者經(jīng)驗，能夠還原成位移信息。這種傳感器具有很多優(yōu)點，比如具有很高的靈敏度、簡單的結(jié)構(gòu)以及及時的動態(tài)響應(yīng)。該傳感器廣泛應(yīng)用在測量振動和位移等信息量上。大體上輸出的電壓信號與位移的變化量是線性的關(guān)系，公式是ΔS=K?ΔV。其中K是系統(tǒng)的比例常數(shù)，在不同的傳感器中根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的不同是不一樣的。
2.4 電渦流式位移傳感器測量原理
公式能夠精確描述該原理。我們根據(jù)公式可以得知，在其他條件不變的情況下，Z（線圈的阻抗）與S一一對應(yīng)。電渦流傳感器測量位移的原理就是基于此公式，在特定的信號激勵過程中，傳感器會依據(jù)位移變化而產(chǎn)生電壓的變化。
3.測量系統(tǒng)的硬件設(shè)計
3.1 主控芯片
本論文設(shè)計的電渦流微位移傳感器使用的主控芯片是AT89S52單片機(jī)。MSC-51單片機(jī)是八位的非常實用的單片機(jī)。本論文所使用的AT89S52單片機(jī)就是基于這款單片機(jī)的。MSC-51單片機(jī)的基本架構(gòu)被ATMEL公司購買，繼而在其基本內(nèi)核的基礎(chǔ)上加入了許多新的功能，同時擴(kuò)展了芯片的容量以及加入flash閃存等等。51內(nèi)核的單片機(jī)具有很多優(yōu)點，因此無論是在工業(yè)上還是在一些電子產(chǎn)品上應(yīng)用都很多。全球也有許多大公司對其進(jìn)行擴(kuò)展，加入新的功能。即使是在今天，51單片機(jī)仍然在控制系統(tǒng)中占據(jù)很大市場[4]。
下面對本論文所使用的單片機(jī)作簡要介紹。AT89S52單片機(jī)具有最大能夠支持的64K外部存儲擴(kuò)展，同時還具有8K字節(jié)的Flash空間。該單片機(jī)具有4組I/O口，分別是從P0到P3，同時每組端口具有8個引腳。每個引腳除了能夠作為普通的輸入和輸出端口外，還具有其它功能，也就是我們通常所說的引腳復(fù)用。其還具有斷電保護(hù)、看門口、計時器和定時器。51單片機(jī)一般的工作電壓是5V。
3.2 顯示模塊
本論文設(shè)計的LCD1602電路，該液晶模塊能夠顯示2行*16列的字符，相對于數(shù)碼管而言，顯示更加靈活多變。該液晶模塊用來顯示其測量處理后的數(shù)據(jù)。
4.測量系統(tǒng)的軟件設(shè)計
本論文的主程序循環(huán)采集電量的變化，并實時顯示在液晶模塊上。系統(tǒng)軟件是指完成系統(tǒng)設(shè)計功能的軟件。為了提高系統(tǒng)的實時性、可靠性，在編寫系統(tǒng)應(yīng)用軟件時，主要考慮以下兩方面：
（1）提高系統(tǒng)抗干擾性能。在工業(yè)現(xiàn)場不可避免的有各種抗干擾因素。因此本系統(tǒng)除了在硬件上硬件復(fù)位和加電容濾波外。在軟件上，采用了指令冗余技術(shù)、延時消抖技術(shù)以及對位移大小采樣值進(jìn)行中值濾波的數(shù)字濾波方法，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的抗干擾能力。
（2）采用模塊化編程。將系統(tǒng)的應(yīng)用程序分為若干個功能模塊，這些模塊可以任意更改而不影響程序的其余部分，將各個功能模塊程序調(diào)通后，再把各個功能模塊結(jié)合起進(jìn)行聯(lián)調(diào)，這大大減少了調(diào)試時間，提高了程序的通用性，方便程序的修改和檢查。
5.總結(jié)
電渦流位移傳感器是一種基于電渦流效應(yīng)的傳感器，能夠?qū)⑽灰频淖兓D(zhuǎn)換成電量的變化。本論文主要介紹了傳統(tǒng)傳感器的發(fā)展歷程，進(jìn)而介紹了電渦流式微位移傳感器的測量原理和優(yōu)勢，并基于單片機(jī)設(shè)計了測量系統(tǒng)。
參考文獻(xiàn)
[1]譚祖根，汪樂宇.電渦流檢測技術(shù)[M].北京：原子能出版社，1986.
[2]于鵬，許媛媛.利用插值法和曲線擬合法標(biāo)定電渦流傳感器[J].中國測試技術(shù)，2007，1（33）.
【關(guān)鍵詞】微位移 光學(xué)測試 方法 裝置 分析
微位移的測量技術(shù)以及設(shè)備十分的昂貴，尤其是在各行各業(yè)之中，對微位移的要求越來越高，如何降低測量成本，簡化測量設(shè)備，提高測量精準(zhǔn)度，成為了目前微位移技術(shù)的主要研究方向。而本文提出的是利用光學(xué)測量的方式，并且組建以光學(xué)測量最中心的裝置，不僅起到了簡化測量裝置的作用，還提高了測量的精準(zhǔn)度和效率，能夠有效的實現(xiàn)對微位移進(jìn)行測量的目的。而且能顧降低高精端儀器之中，對微位移測量的成本，這樣也可以降低某些設(shè)備和裝置的造價成本。
1 微位移光學(xué)測試方法
微位移的檢測裝置是微位移系統(tǒng)之中的一個重要組成部分，同時也是微位移檢測的主要手段手段。在微位移技術(shù)之中，想要實現(xiàn)光學(xué)測量的目的，就要使用微應(yīng)變測試方法，該方法是基于應(yīng)變測試為基礎(chǔ)而形成一種測試方法，主要就是通過杠桿，定位裝置以及激光器的構(gòu)成進(jìn)行測試。其測試的方式十分的簡單，主要就有兩個步驟：
（1）首先需要取杠桿，在將該杠桿支撐上的同時，需要確定杠桿的短臂以及長臂的位置，其次，則確定長臂位置后，可以在該位置上設(shè)置激光器。最后，則是需要選擇合適的投影面，而且需要把投影面放在激光器的前方，選擇合適的距離，同時需要保證從激光器射出的光斑可以準(zhǔn)確的投射到投影面上。
（2）在確定了杠桿的短臂以后，需要在上面選擇一個點，設(shè)置為微位移的相關(guān)輸入端，而且需要保證將待測微位移能夠準(zhǔn)確的從微位移輸入端進(jìn)行準(zhǔn)確輸入，然后還需要經(jīng)過經(jīng)杠桿進(jìn)行放大。同時在投影面上需要形成一個放大的光斑位移，并且選擇使用光斑位移測定裝置準(zhǔn)確的測得光斑位移值，然后進(jìn)行詳細(xì)的計算，從而得到待測微位移。
2 微位移光學(xué)測試的裝置分析
2.1 杠U的選擇分析
利用光學(xué)測試微位移的相關(guān)數(shù)據(jù)，首先其裝置的構(gòu)成，主要是一個類似于“投影儀”的裝置，其中利用了投影面以及“放大鏡”。而想要在投影面上形成一個清晰的投影，首先就需要選擇合適的杠桿，該杠桿的長度，以及短臂和長臂的確定，需要與微位移的測量精準(zhǔn)度相掛鉤，如果想要測量的更加準(zhǔn)確，就需要利用到光學(xué)成像的原理，對短臂和長臂進(jìn)行計算和確定，該分界點在哪個位置。在確定好短臂以及長臂的分別點以后，就可以在短臂的某個位置上，設(shè)置微位移的輸入端，這樣可以把待測的微位移的數(shù)據(jù)輸入進(jìn)去。然后需要在杠桿的長臂之上，設(shè)置一個激光器。這就是在光學(xué)測試裝置設(shè)計的過程中，杠桿選擇和設(shè)置的主要內(nèi)容，是光學(xué)測試的基礎(chǔ)，因此，需要對杠桿進(jìn)行科學(xué)的選擇，這樣可以提高微位移測量的精準(zhǔn)度。
2.2 激光器裝置分析
激光器是在杠桿的長臂之上進(jìn)行設(shè)定，一般主要就是一個簡單的發(fā)射激光的裝置。在實際的工作之中，還可以按工作介質(zhì)分，一共有四類激光，分別是氣體激光器、固體激光器、半導(dǎo)體激光器和染料激光器。同時在技術(shù)快速發(fā)展的今天，還衍生出來了兩種脈沖式的輸出激光器，分別是自由電子激光器以及大功率激光器。而在微位移的光學(xué)測量之中，選擇使用的激光器裝置，應(yīng)該采用的是半導(dǎo)體激光器，但是隨著技術(shù)的發(fā)展，還可以選擇使用自有電子激光器，這樣可以把微位移的情況呈現(xiàn)的更加的清楚。而且激光器需要在投影面的后方進(jìn)行設(shè)置。
2.3 投影面的選擇分析
投影面是放大微位移光光電的成像裝置，因此，需要選擇合適的投影面，能夠清楚準(zhǔn)確的反映出光電的位置和大小。投影面是物體投影所在的假想面。通常是平面，但在地球投影等方面也應(yīng)用圓柱面、圓錐面和球面等曲面作為投影面。而在微位移之中，使用就是就是平面。同時，想要實現(xiàn)投影的準(zhǔn)確性，還需要分析該套裝置是選擇的水平投影還是正面投影。通過試驗的分析，可以得出，在微位移的光學(xué)測試過程之中，選擇的是水平投影。該投影方式可以滿足在微位移的輸入端內(nèi)容輸入的微位移的相關(guān)的數(shù)據(jù)的要求。因此，需要選擇合適的投影面，這樣可以更精準(zhǔn)的反映出投影的情況，以及微位移的具體情況。
2.4 光斑位移測定裝置分析
光斑位移測定裝置，是整個裝置的最后一個環(huán)節(jié)，也是最重要的環(huán)節(jié)。能夠?qū)τ眉す馄魉l(fā)出光斑的位移量的進(jìn)行獲取并且進(jìn)行微位移的計算，而且準(zhǔn)確度是很高的。所以，微位移的光學(xué)測試以及裝置的設(shè)定，讓測試變得簡單和準(zhǔn)確。利用光學(xué)位移的測試方法，可以簡化微位移的測試裝置，而且還可以實現(xiàn)微位移測試的準(zhǔn)確度，這對于我國航天以及其他行業(yè)的快速發(fā)展和成本的控制十分的重要，因此，應(yīng)該重視光學(xué)測試方法和裝置。因此，應(yīng)該推廣使用微位移光學(xué)測試的方法。
3 結(jié)束語
通過詳細(xì)的分析可以了解到，以光學(xué)測試為主的裝置，主要有四部分構(gòu)成，第一是對杠桿的選擇，選擇合適的杠桿，可以作為微位移的輸入端，第二部分則是投影面的選擇，第三部分，則是對光斑位移的測定裝置進(jìn)行分析，第三則是進(jìn)行激光器的定位。因此，通過這三部分的構(gòu)成，可以形成一個完整的微位移的測量裝置和系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對微位移的光學(xué)測量，而且測量的準(zhǔn)確性是很高的，這對于提高某些設(shè)備的精準(zhǔn)度十分的重要，可以有效的降低了微位移的測試成本，提高測量的效率。
參考文獻(xiàn)
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[3]劉振波.微位移技術(shù)研究[J].長春理工大學(xué)，2010（05）：133-138.
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[5]魏強.納米定位微位移工作臺的控制技術(shù)研究[D].濟(jì)南：山東大學(xué)，2010（08）：133-136.
作者簡介
王予峰（1977-），男，甘肅省天水市人。碩士學(xué)歷。現(xiàn)為中國空空導(dǎo)彈研究院部長，高工職稱。研究方向為綜合保障。
關(guān)鍵詞：高速公路 位移 全站儀 測量
前言：
廣巴高速公路12合同段李家坡中橋至尖包溝大橋路段，位于旺蒼縣普濟(jì)鎮(zhèn)遠(yuǎn)景鄉(xiāng)，該段為分離式路基，右線分別為李家坡中橋（K92+120-K92+220）3-30m米T梁+49米路基+尖包溝大橋（K92+271-K92+559）9-30mT梁；左線分別為路基+尖包溝大橋（ZK92+294-ZK92+454）+路基。本段于2011年7月6日受特大暴雨影響，于下午12點20分左右出現(xiàn)K92+135-K92+350段路基塌陷，擋墻傾斜、滑移，橋梁墩位偏移、開裂等病害[2-3]，致使交通中斷。
1方法和儀器：
邊坡工程的監(jiān)測是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，它不僅僅取決于監(jiān)測手段的高低和優(yōu)劣，而更決定于監(jiān)測人員對巖（土）體介質(zhì)的了解程度和工程情況的掌握程度，因而在進(jìn)行有關(guān)工程監(jiān)測時，首先對該地區(qū)的工程地質(zhì)背景有充分的了解。本文通過現(xiàn)場踏勘，認(rèn)真研究該段工程地質(zhì)資料，選擇了適應(yīng)該工程的測量方法和手段。測量主要內(nèi)容包括地面位移測量，橋墩位移測量[4-5]。
1.1.測量目的
邊坡的滑動[5]分淺層滑動與深層滑動，本工程所監(jiān)測的邊坡在施工期間出現(xiàn)多次淺層滑動，因此，掌握邊坡地表變形對于邊坡的穩(wěn)定性評價和及時發(fā)現(xiàn)邊坡的溜塌、失穩(wěn)跡象是十分必要的。地表位移測量的目的是及時反應(yīng)邊坡的淺表層位移變形。
1..2采用的儀器設(shè)備
全站儀在邊坡變形觀測、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測廣泛應(yīng)用。本項監(jiān)測工程地面變形監(jiān)測中采用全站儀。本次工程測量采用全站儀。坡體及構(gòu)筑物垂直水平位移測量采用全站儀。
2測量過程：
在提交監(jiān)測方案后，我公司于8月5日組織現(xiàn)場踏勘定點工作，于8月6日～8日設(shè)置了測站及后視點，并安裝了觀測儀器。8月9日邀請原施工測量單位人員到現(xiàn)場指定了控制點原始坐標(biāo)，并進(jìn)行導(dǎo)線測量，確定了各測站及監(jiān)測點當(dāng)日坐標(biāo)。11日上午我們組織測量，截至14日共測量數(shù)據(jù)5組。并根據(jù)指揮部要求，補測了4個橋墩中心點坐標(biāo)。
2.1.測樁布置
本次地表監(jiān)測在K92＋138～K92＋320段以間距30m為原則共布置6個監(jiān)測斷面，每條斷面4個監(jiān)測點，其中2個監(jiān)測點位于變形量較大的結(jié)構(gòu)物上（左右幅路肩、擋墻、李家坡1號墩、2號墩、尖包溝右線橋1號墩、2號墩上等），具置根據(jù)現(xiàn)場實際通視情況進(jìn)行調(diào)整，2個監(jiān)測點位于坡體上。斷面從小里程到大里程依次列為：橫1（K92＋168），橫2（K92＋198），橫3（K92＋228），橫4（K92＋258），橫5（K92＋288），橫6（K92＋313）。深孔監(jiān)測布設(shè)6個監(jiān)測點。
受現(xiàn)場施工及后期工程需要的影響，原設(shè)計24個測量點，除遠(yuǎn)山側(cè)擋墻及橋墩6處可設(shè)置觀測儀器外，斜坡體須在施工完后反壓整治，以及左幅車道雙向通車，致使其余18個地表點以及深孔監(jiān)測點暫時不具備測量條件。本次測量主要對已設(shè)置的6處地表監(jiān)測點進(jìn)行測量。
3.測量結(jié)果及分析
橋墩中心坐標(biāo)測量結(jié)果
根據(jù)要求，本次測定了李家坡右線中橋2橋墩以及尖包溝右線大橋2橋墩，各橋墩柱中心坐標(biāo)見下表：
LJ1-1563206.294638464.577563205.763638464.382 -531-196 566
橋墩中心坐標(biāo)匯總表
根據(jù)以上測量結(jié)果可知道，降雨對橋墩中心坐標(biāo)影響較大，最小水平位移為JB2-1 65mm, LJ2-2最大水平位移為681mm,變化幅度較大。
綜上所述地表位移和橋墩位移變化均標(biāo)膠明顯。橋面變化方向主要向下，有向無特定方向這是由于路基軟硬情況不同造成的。橋墩變化方向主要發(fā)生在水平方向上。
參考文獻(xiàn)：
[1]《崩塌、滑坡、泥石流監(jiān)測規(guī)范》D2/T0221－2006
[2]《地質(zhì)災(zāi)害防治工程監(jiān)理規(guī)范》（D2/T0222-2006）
[3]《滑坡防治工程勘察規(guī)范》（D2/T0218-2006）
[4]《工程測量規(guī)范》（GB50026-93）
[5]《巖土工程勘察規(guī)范》 (GB50021-2001)
關(guān)鍵詞：智能井；閥門開度檢測；AD698
智能井技術(shù)是一項新型的油藏/油井生產(chǎn)管理技術(shù)。這是一種利用放置在井下的永久性傳感器實時采集井下設(shè)備的工況以及生產(chǎn)層段的壓力、溫度等參數(shù)，通過通信電纜或光纜將采集的信號傳輸?shù)降孛妫瞄_發(fā)的軟件平臺對數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘、分析和學(xué)習(xí)，采用油藏數(shù)值模擬和油藏動態(tài)描述技術(shù)來優(yōu)化油藏生產(chǎn)管理，并通過調(diào)節(jié)井下不同層段的地層流體控制閥的狀態(tài)，實現(xiàn)對油藏的動態(tài)優(yōu)化控制，從而提高油井產(chǎn)量和最終采收率的生產(chǎn)技術(shù)。
智能井系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理如圖1所示，地面操作系統(tǒng)將采集到的底層中流體流量、溫度、壓力等參數(shù)進(jìn)行描述和優(yōu)化后再來控制層間流體控制閥（ICV）的開度，在整個系統(tǒng)中獲取閥門的開度量非常重要，一方面，閥門開度是閥門調(diào)節(jié)負(fù)反饋系統(tǒng)中一個重要參數(shù)；另一反面，閥門開度也是井下流體流量的一個重要參考指標(biāo)，因此，研究井下閥門開度檢測方法具有重要意義。
1 測量方案選擇
井下流量控制閥采用的是直線移動滑套閥，閥門開度對應(yīng)著滑套相對位移的大小，因此，檢測閥門開度就轉(zhuǎn)化為測量滑套直線位移的問題。測量位移的方法很多，考慮到井下高溫、高壓、復(fù)雜的流體介質(zhì)和有限的安裝空間等因素筆者選用LVDT/RVDT即差動變壓器式傳感器，其測量原理如圖2所示。該檢測裝置由信號處理短節(jié)、感應(yīng)線圈、鐵芯、連接套、閥芯等所組成。其工作原理是：線圈與鐵芯構(gòu)成閥位檢測傳感器，鐵芯通過連接套與閥芯連接，當(dāng)閥芯運動時，鐵芯隨之運動，使電感線圈的電感量變化；該信號被送入信號處理短節(jié)，經(jīng)處理以后送出與閥門開度成一定關(guān)系的直流信號，從而實現(xiàn)閥門開度的檢測。該方法最大的特點是測量裝置無任何機(jī)械磨損，特別適合井下對穩(wěn)定性要求高不易檢修的特殊要求。
2 測量電路設(shè)計
由于井下空間有限且對穩(wěn)定性要求很高，本文選用專用的位移檢測集成芯片AD698芯片來設(shè)計測量電路。AD公司生產(chǎn)的AD698是一種LVDT/RVDT信號處理芯片，它是在一個芯片上集成了既能產(chǎn)生LVDT/RVDT傳感器激勵信號，又能對LVDT/RVDT傳感器的輸出信號進(jìn)行處理的單片式線性位移差分變壓器信號調(diào)理系統(tǒng)。
AD698的主要技術(shù)指標(biāo)為：輸出電壓范圍為-11～+11V；輸出電流為11mA；激勵電壓范圍為2.1～24V；激勵頻率范圍為20Hz～20kHz；電源電壓范圍為13～16V。本文選定的位移傳感器激勵信號電壓 要求為7V，采用雙電源供電方案，電源電壓為±15V。AD698及其電路的電路圖如圖3所示。
其中需要對R1、R2、R3、R4、C1、C2、C3、C4共8個外接元件進(jìn)行計算選擇，其具體計算方法如下。
⑴確定測量系統(tǒng)的激勵頻率。一般情況下，LVDT/RVDT的激勵頻率fexc選擇為系統(tǒng)機(jī)械帶寬fsubsvstem的10倍左右。在本文的閥門機(jī)械系統(tǒng)帶寬在300Hz左右，所以測量系統(tǒng)的激勵頻率為
（2）根據(jù)激勵信號頻率與C1的關(guān)系：
按瓷片電容序列，10nF即103的瓷片電容比較靠近11.67nF，那么此時系統(tǒng)的激勵頻率應(yīng)該校正為
（3）由激勵信號的電壓幅值Vexc來決定R1，選激勵信號為7V，由激勵信號與R1的關(guān)系曲線可得R1=5.1KΩ。
（4）C2、C3、C4為AD698位移系統(tǒng)期望帶寬的函數(shù)，通常要求他們的電容值相等，即
（5滿量程輸出電壓設(shè)置。AD698的增益或滿量程輸出范圍是傳感器靈敏度S（其值可以在傳感器使用手冊中查到）、d（從0到滿量程磁芯位移）和R2的函數(shù)
對于d=±50mm，S=3.6mV/（（ mm）*V）-1的位移傳感器
（6）R3和R4可實現(xiàn)輸出電壓信號的正負(fù)補償調(diào)節(jié)。
AD轉(zhuǎn)化要求出入電壓為0～5V，所以設(shè)置偏置電壓為 Vos=2.5V，且要求R4開路，因此有
3 測量裝置實驗測試
本文中的傳感器量程為100mm，所以測試差動變壓器線圈也為100mm，鐵芯也為100mm。用此差動變壓器和AD698組成測量系統(tǒng)做位移測量測試，將鐵芯剛進(jìn)入線圈定義為位移0mm位置，將鐵芯完全離開線圈定義為位移200mm位置。鐵芯位移與輸出電壓的關(guān)系如圖4所示。
從圖4可以看出，位移在50～150mm范圍內(nèi)曲線呈現(xiàn)近似直線，曲線并非理想直線，主要是因為測試線圈為手工繞制，線圈分布不均勻所致，用機(jī)器繞制的均勻線圈可大大提高此段曲線的直線度。此段距離為100mm，剛好滿足100mm的測試量程。
根據(jù)《水閘技術(shù)管理規(guī)程》規(guī)定要求，每年對臨淮崗樞紐工程進(jìn)行汛前汛后2次變形監(jiān)測，根據(jù)大量觀測資料進(jìn)行整編分析，對樞紐工程的運行狀態(tài)、發(fā)展趨勢進(jìn)行分析論證。
2變形監(jiān)測過程
根據(jù)臨淮崗洪水控制工程變形觀測的工作需要，管理局配備了精干而高水平的技術(shù)力量和高密度的測量設(shè)備，按要求完成觀測任務(wù)。
3基準(zhǔn)控制網(wǎng)建立
在工程建設(shè)期間，中水淮河工程有限責(zé)任公司在2006年4月至2007年元月完成了臨淮崗洪水控制工程變形監(jiān)測基準(zhǔn)網(wǎng)的建立、加固改造和復(fù)測工作，完成了變形監(jiān)測點的改造施工工作。
3.1平面基準(zhǔn)控制網(wǎng)
首期平面基準(zhǔn)控制網(wǎng)由CH01，CH04，CH05，CH06，CH09五點和起算點HW02，,BFB02，LH05(該3點均為臨淮崗洪水控制工程施工控制點)組成，按B級GPS網(wǎng)精度測量。同時連測國家三角點Ⅱ垂崗集合七里廟，選用4臺NGS-9800雙頻GPS接收機(jī)分2個時段進(jìn)行觀測，每時段觀測時間大于2小時。測后經(jīng)過平差計算，B級GPS網(wǎng)基線邊最弱邊邊長相對中誤差為1/200000，最弱點點位中誤差為±2.2mm，滿足有關(guān)規(guī)范和水平位移監(jiān)測的精度要求。
3.2高程基準(zhǔn)控制網(wǎng)
高程基準(zhǔn)控制網(wǎng)由CH01，CH04，CH05，CH06，CH07，CH08，CH09七點和國家水準(zhǔn)點Ⅱ南鳳13，Ⅱ臨淮02基點組成，二等水準(zhǔn)精度測量，布設(shè)為附合水準(zhǔn)路線。高程基準(zhǔn)監(jiān)測控制網(wǎng)觀測采用S05S1型威特N3自動安平水準(zhǔn)儀進(jìn)行，水準(zhǔn)點的計算采用嚴(yán)密平差方法計算。經(jīng)計算，二等水準(zhǔn)測量的線路長、高程往返差、附合水準(zhǔn)線路閉合差、每公里水準(zhǔn)測量的偶然中誤差等均符合《國家一、二等水準(zhǔn)測量規(guī)范》規(guī)定，滿足垂直位移監(jiān)測的精度要求。
3.3監(jiān)測點設(shè)置與改造
根據(jù)工程設(shè)計要求，沿主壩共計布設(shè)16條監(jiān)測橫斷面。主壩監(jiān)測點分布于兩側(cè)灘地、兩側(cè)壩腳、兩側(cè)壩坡平臺和壩頂下游一側(cè)。在工程施工階段已經(jīng)為主壩變形監(jiān)測點預(yù)澆了砼觀測墩，觀測墩的變形，可以充分代表主壩的整體變形。水閘的變形觀測點分別布設(shè)在公路橋下游啟閉機(jī)房外側(cè)閘墩和上、下游兩側(cè)的翼墻。上述變形觀測點與被監(jiān)測體通過鋼筋混凝土連接良好，監(jiān)測點的位移可以反映被監(jiān)測體的整體變形。
4變形觀測
4.1垂直位移觀測
垂直位移觀測采用幾何水準(zhǔn)測量方法，使用TrimbleDiNi12電子水準(zhǔn)儀配3m銦瓦條碼尺按二、三等水準(zhǔn)精度施測，投入變形觀測的儀器在使用前經(jīng)檢測合格，在使用過程中又按照相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行了儀器的檢測、調(diào)校和校正，測量儀器的精度指標(biāo)及運行狀態(tài)滿足變形觀測工作的要求。Ⅱ南鳳13，Ⅱ臨淮02基上兩個國家水準(zhǔn)點分別位于臨淮崗主壩南端和北端，分屬于Ⅱ南鳳（南照－鳳臺）和臨淮崗支線兩條水準(zhǔn)線路。測量以此2點為基準(zhǔn)進(jìn)行附合路線水準(zhǔn)測量。首先按三等水準(zhǔn)測量精度對已知點國家水準(zhǔn)點進(jìn)行了檢測，根據(jù)檢測資料分析，水準(zhǔn)標(biāo)石穩(wěn)定，高程成果可靠，可作為本次變形監(jiān)測的高程起始點使用。
4.2水平位移觀測
4.2.1測量方法
臨淮崗洪水控制工程水平位移觀測的方法主要有四種：GPS法、極坐標(biāo)法、活動覘牌法以及三角形邊長交會法。根據(jù)現(xiàn)場實際情況選用，現(xiàn)在主要介紹GPS觀測方法：GPS觀測法是臨淮崗洪水控水控制工程水平位移觀測的基礎(chǔ)觀測方法，測量時利用三臺LeiCa-SR20GPS接收機(jī)與四臺南方測繪NGS-9600GPS接收機(jī)聯(lián)合作業(yè)，分別在平面基準(zhǔn)控制點及各工程的工作基點架設(shè)儀器，精確測量各工作基點的適時坐標(biāo)。為提高觀測成果精度，在不同的測次組盡可能采用相同的基線網(wǎng)、選用相同的起算點、定人安置GPS接收機(jī)來采集數(shù)據(jù)，且每個時段的觀測時間延長至一小時以上。數(shù)據(jù)處理時，剔除不合格的基線或閉合環(huán)，以確保基線邊邊長相對誤差小于1/10000，最弱點點位中誤差小于±5mm。
4.2.2實測過程
根據(jù)各單位工程及工程部位的特點及觀測條件，在保證觀測精度的情況下，分別采用GPS法、極坐標(biāo)法、活動覘牌法以及三角形邊長交會法完成了對主壩及水閘的水平位移觀測。在采用GPS法進(jìn)行水平位移觀測時，為了盡可能降低系統(tǒng)誤差對位移量的影響，力求GPS網(wǎng)采用相同的起算點、構(gòu)成相同的網(wǎng)型。
5數(shù)據(jù)處理與分析
高程控制基準(zhǔn)網(wǎng)測量數(shù)據(jù)根據(jù)水準(zhǔn)線路構(gòu)成的閉合條件采用嚴(yán)密平差方法推求各基準(zhǔn)點高程。垂直位移觀測根據(jù)二、三等水準(zhǔn)觀測記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行各次平差計算，求得垂直位移監(jiān)測點各次的高程。用各監(jiān)測點第一、二次觀測計算的高程平均值為初始值，用于統(tǒng)計計算以后各次監(jiān)測的累計垂直位移量，編制垂直位移量統(tǒng)計表。根據(jù)各監(jiān)測點垂直位移量和時間的關(guān)系繪制監(jiān)測點垂直位移過程曲線，根據(jù)相同監(jiān)測點垂直位移量與位置（距離）關(guān)系繪制各次觀測的縱橫斷面圖。平面基準(zhǔn)控制網(wǎng)采用中海達(dá)商用軟件首先進(jìn)行一點一方向的無約束平差，然后進(jìn)行已知三點的約束平差，計算各基準(zhǔn)點坐標(biāo)并進(jìn)行基準(zhǔn)網(wǎng)精度評定。采用GPS法進(jìn)行的水平位移監(jiān)測數(shù)據(jù)，采用南方測繪“南方GPS后處理程序”進(jìn)行多點約束平差并評定精度。通過極坐標(biāo)法、活動覘牌法以及三角形邊長交會法取得的觀測數(shù)據(jù)，在進(jìn)行投影改正、氣象改正等各項改正后，分別計算各監(jiān)測點的實時坐標(biāo)，編制各測次各監(jiān)測點坐標(biāo)表，以第一、二次觀測計算的各點坐標(biāo)平均值為初始值以統(tǒng)計計算以后各次觀測的水平坐標(biāo)增量，進(jìn)而計算坐標(biāo)增量在垂直建筑方向上的分量，編制坐標(biāo)增量表及水平位移量表，根據(jù)各監(jiān)測點位移量和時間的關(guān)系繪制監(jiān)測點水平位移過程曲線，根據(jù)相同屬性各監(jiān)測點位移量和位置（距離）關(guān)系繪制各次監(jiān)測的縱橫斷面圖。根據(jù)各種變形的時程曲線圖的總體變化趨勢來判斷被監(jiān)測部位的位移變化特點，根據(jù)同類屬性點間的位移變化特點來判斷其變化規(guī)律。
6結(jié)論和建議
根據(jù)臨淮崗工程在管理運行期的水工變形監(jiān)測工作實踐，為了進(jìn)一步了解樞紐建筑物的位移變化規(guī)律和變化趨勢，尤其是在有外加荷載情況下的位移變化，提出如下建議：
6.1保持觀測工作的系統(tǒng)性和連續(xù)性，按照規(guī)定的項目、測次和時間，在現(xiàn)場進(jìn)行觀測。要求做到“四隨”“、四無”“、四固定”，以提高觀測精度和效率。
6.2后續(xù)的監(jiān)測工作應(yīng)采用與以往成熟的觀測方案、相同的觀測路徑和相同的觀測精度，以保持與前期監(jiān)測成果的一致性和可比性。
6.3每年初均應(yīng)對上一年度觀測資料進(jìn)行整編，并將整編成果報上級主管部門審查，對審查合格的資料整編成果應(yīng)裝訂成冊，歸入技術(shù)檔案。
1緒論
橋梁的建設(shè)展示了我國大橋梁發(fā)展的最新技術(shù)水平和成就，代表了大橋梁發(fā)展方向，使我國公路橋梁建設(shè)步人世界先進(jìn)行列，并對促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)繁榮和發(fā)展，完善國道主干線網(wǎng)起到十分重要作用，并產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
本應(yīng)用研究通過對江陰長江公路大橋的沉降和水平位移監(jiān)測，探討變形監(jiān)測理論在實際工程問題中的應(yīng)用，通過合適的數(shù)據(jù)處理方法，分析和總結(jié)橋梁變形的規(guī)律，為橋梁的養(yǎng)護(hù)、管理和決策提供依據(jù)和指導(dǎo)。
2橋梁變形監(jiān)測發(fā)展現(xiàn)狀
2.1橋梁結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測內(nèi)容
2.1.1垂直位移監(jiān)測內(nèi)容
橋梁結(jié)構(gòu)豎向位移主要包括梁式橋施工期間橋墩、梁體以及運營期間橋墩、橋面的豎向位移測量；拱橋施工期間的橋墩、拱圈以及運營期間的橋墩、橋面垂直位移；懸索橋、斜拉橋施工期間索塔、梁體、錨碇以及運營期間索塔、橋面垂直位移；橋梁兩岸邊坡垂直位移。
2.1.2水平位移監(jiān)測內(nèi)容
橋梁結(jié)構(gòu)水平位移監(jiān)測主要包括梁式橋施工期間梁體以及運營期間橋面的水平位移監(jiān)測；拱橋施工期間的拱圈以及運營期間的橋面水平位移監(jiān)測；懸索橋、斜拉橋施工期間索塔傾斜，塔頂、梁體、錨碇以及運營期間索塔傾斜、橋面水平位移；橋梁兩岸邊坡水平位移。
2.2 橋梁結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測控制測量
2.2.1 垂直位移監(jiān)測控制測量
高程控制測量等級的劃分，依次為二、三、四、五等。各等級高程控制宜采用水準(zhǔn)測量；四等及以下等級可采用電磁波測距三角高程測量，五等也可采用GPS 擬合高程測量。
首級高程控制網(wǎng)的等級，應(yīng)根據(jù)工程規(guī)模、控制網(wǎng)的用途和精度要求合理選擇。首級網(wǎng)應(yīng)布設(shè)成環(huán)形網(wǎng)，加密網(wǎng)應(yīng)布設(shè)成符合路線或節(jié)點網(wǎng)。
特級沉降觀測的高程基準(zhǔn)點數(shù)不應(yīng)少于4個；其他級別沉降觀測的高程基準(zhǔn)點數(shù)不應(yīng)少于3個。高程工作基點可根據(jù)需要設(shè)置。基準(zhǔn)點和工作基點應(yīng)形成閉合環(huán)或形成由附合路線構(gòu)成的結(jié)點網(wǎng)。
高程基準(zhǔn)點應(yīng)選設(shè)在變形影響范圍以外且穩(wěn)定、易于長期保存的地方。高程基準(zhǔn)點、工作基點之間宜便于進(jìn)行水準(zhǔn)測量。當(dāng)使用電磁波測距三角高程測量方法進(jìn)行觀測時，宜使各點周圍的地形條件一致。當(dāng)使用靜力水準(zhǔn)測量方法進(jìn)行沉降觀測時，用于聯(lián)測觀測點的工作基點宜與沉降觀測點設(shè)在同一高程面上，偏差不應(yīng)超過±1㎝。當(dāng)不能滿足這一要求時，應(yīng)設(shè)置上下高程不同但位置垂直對應(yīng)的輔助點傳遞高程。
2.2.2 水平位移監(jiān)測控制測量
平面基準(zhǔn)點、工作基點的布設(shè)應(yīng)符合下列規(guī)定：
各級別位移觀測的基準(zhǔn)點(含方位定向點)不應(yīng)少于3個，工作基點可根據(jù)需要設(shè)置；基準(zhǔn)點、工作基點應(yīng)便于檢核校驗；平面控制測量可采用邊角測量、導(dǎo)線測量、GPS 測量及三角測量、三邊測量等形式。三維控制測量可使用GPS測量及邊角測量、導(dǎo)線測量、水準(zhǔn)測量和電磁波測距三角高程測量的組合方法。
3橋梁變形監(jiān)測實例分析
3.1工程概況及項目監(jiān)測
江陰長江公路大橋，位于江蘇省江陰市黃田港以東3200米的西山，主跨1385米（328+1385+295），橋塔高190米，為兩根鋼筋混凝土空心塔柱與三道橫梁組成的門式框架結(jié)構(gòu)，重力式錨碇，主梁采用流線型箱梁斷面，鋼箱梁全寬36.9米，梁高3米，橋面寬29.5米，雙向六車道。
本工程主要是通過布設(shè)控制網(wǎng)、變形觀測點等建立全線橋梁監(jiān)測體系，定期測量橋梁墩臺沉降及承臺水平位移，通過累積的觀測數(shù)據(jù)對橋梁情況進(jìn)行分析、預(yù)測，為養(yǎng)護(hù)維修提供可靠的數(shù)據(jù)。
本次工程監(jiān)測的主要內(nèi)容是通過在江陰長江公路大橋沿線布設(shè)水準(zhǔn)控制網(wǎng)，并增設(shè)水準(zhǔn)控制點進(jìn)行完善，對江陰長江公路大橋進(jìn)行橋梁沉降監(jiān)測及承臺水平位移監(jiān)測，旨在了解橋梁結(jié)構(gòu)運營變形情況，指導(dǎo)下一步的養(yǎng)路工作。
3.2橋面沉降觀測
3.2.1沉降觀測點布設(shè)
本工程所有需監(jiān)測的橋梁監(jiān)測點已布設(shè)完成，對于少數(shù)破壞需補充布設(shè)的根據(jù)現(xiàn)場實際情況在橋墩底部重新布設(shè)。同時，沉降觀測網(wǎng)采用閉合水準(zhǔn)路線或附合水準(zhǔn)路線，并按照三等水準(zhǔn)要求進(jìn)行，觀測點的精度按照四等要求控制。
3.2.2沉降監(jiān)測
本項目沉降監(jiān)測所采用的測量儀器是DINI12高精度數(shù)字水準(zhǔn)儀（±0.3mm/km），所用儀器事先經(jīng)過檢定合格并在項目具體實施前經(jīng)過校正。在布設(shè)水準(zhǔn)路線時，根據(jù)監(jiān)測點的分布情況埋設(shè)工作基點，采用閉合或附合水準(zhǔn)路線，保持前后視距，固定觀測路線同時滿足變形監(jiān)測的“三定”要求。
在對各沉降點進(jìn)行觀測時，每期測量前檢查工作基點至少三個以上。為保證工作基點的可靠性，每次觀測前應(yīng)對基準(zhǔn)點進(jìn)行檢測，并做出分析判斷，以保證觀測成果的可靠，工作基點穩(wěn)定性檢查資料也要存檔并隨每期報告上交。
3.2.3跨河橋沉降觀測方法
根據(jù)項目具體實施要求，對江陰長江公路大橋進(jìn)行水平位移觀測，其監(jiān)測內(nèi)容主要包括水平位移基準(zhǔn)網(wǎng)觀測及水平位移觀測點測量兩個主要內(nèi)容。
3.3承臺水平監(jiān)測
橋梁承臺水平位移觀測采用TCA2003全站儀進(jìn)行，測距精度為 1mm+1ppm，測角精度為±0.5″。由于原有的控制網(wǎng)未采取強制對中裝置，無法滿足二等平面位移觀測的精度要求，故需要進(jìn)行觀測墩的埋設(shè)。
本項目擬采用方向觀測方法測量各觀測點與基線之間的夾角，同時測量基準(zhǔn)點至觀測點之間的斜距。計算出每個水平位移監(jiān)測點的坐標(biāo)，再同前期和第一期進(jìn)行比較。觀測采用的TCA2003具有自動瞄準(zhǔn)功能，在監(jiān)測點上安裝棱鏡，測量時儀器自動鎖定棱鏡中心，連續(xù)觀測，從而消除人的因素和車輛通行時橋梁震動時的影響。
3.4監(jiān)測數(shù)據(jù)處理與分析
3.4.1監(jiān)測數(shù)據(jù)檢驗與校核
受觀測條件的影響，任何變形監(jiān)測資料都可能存在誤差。誤差一般分為三類：粗差、系統(tǒng)誤差、偶然誤差。在觀測過程中，粗差需要避免，系統(tǒng)誤差可以通過一定的觀測程序加以消除或者減弱。在變形監(jiān)測中，由于變形量本身較小，接近測量誤差的邊緣，所以應(yīng)設(shè)法消除較大誤差，提高監(jiān)測精度，從而盡可能地減小觀測誤差對變形分析的影響。監(jiān)測數(shù)據(jù)檢核的方法很多，主要可以分為野外粗檢和室內(nèi)精檢，且當(dāng)天測得的原始數(shù)據(jù)，應(yīng)于當(dāng)天檢核整理完畢。
3.4.2監(jiān)測數(shù)據(jù)分析與預(yù)測
橋梁的空間特性和動態(tài)變化是變形監(jiān)測和分析的主要內(nèi)容。其方法是選定某些橋墩或承臺特征點，對其周期性地進(jìn)行重復(fù)觀測，通過數(shù)據(jù)處理研究被監(jiān)測點群的沉降、水平位移等隨時間變化規(guī)律，尋找一種能夠較好反映數(shù)據(jù)變化規(guī)律的函數(shù)關(guān)系，對下一階段的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測，以評估建筑物和結(jié)構(gòu)的安全狀況，評價施工方法，確定工程措施。通過對各期成果進(jìn)行對比分析發(fā)現(xiàn)，大部分橋梁墩柱比較穩(wěn)定，未發(fā)生明顯沉降，但有少部分橋梁墩柱有一定下沉，且無明顯破壞跡象并經(jīng)復(fù)測無誤。經(jīng)過加固處理后，后期觀測未發(fā)現(xiàn)下沉現(xiàn)象。
4結(jié)論
橋梁變形監(jiān)測涉及到橋梁的運行、管理和維護(hù)，因而在保證公共出行交通等方面具有重要的意義。因為變形監(jiān)測本身是很小的形變量，所以除了要滿足較高的觀測精度要求之外，對控制網(wǎng)的網(wǎng)形結(jié)構(gòu)、儀器的精度、測量人員的觀測技能都提出了更高的要求。
在目前的橋梁變形觀測中，其觀測的基本理論已經(jīng)成熟。但是在針對不同的工程應(yīng)用問題時，在變形觀測及其控制網(wǎng)的布設(shè)上，仍然有很大的靈活性。因而，需要根據(jù)不同的實地觀測情況，做出具體的布設(shè)方案來解決實際工程應(yīng)用。
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[關(guān)鍵詞]平均間隙法 構(gòu)筑物垂直位移 變形監(jiān)測
[中圖分類號] TV698.1 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號] 1000-405X（2014）-8-158-1
1概述
基礎(chǔ)沉降是影響建（構(gòu)）筑物設(shè)計施工及正常使用的主要因素，也是測量學(xué)中重要的要求內(nèi)容之一。
在變形監(jiān)測過程中，如何確定變形體的穩(wěn)定性十分關(guān)鍵。在分析變形監(jiān)測點穩(wěn)定性的方法中，尤其是在分析垂直位移監(jiān)測網(wǎng)的穩(wěn)定性工作中，平均間隙法理論可靠。方法簡便，結(jié)果可信，具有廣闊的應(yīng)用前景。
目前工程領(lǐng)域里進(jìn)行垂直位移觀測，掌握移動和變形規(guī)律，采取必要的預(yù)報及防治措施，以保障安全生產(chǎn)和人們的正常生活，達(dá)到預(yù)測和防治或減輕自然和工程災(zāi)害的目的，是比較常見而且重要的問題，因此項目研究內(nèi)容具有重要意義。
2構(gòu)筑物垂直位移
構(gòu)筑物的位移有垂直位移和水平位移兩種，垂直位移即指構(gòu)筑物的上升或沉降，但絕大多數(shù)情況都指的是構(gòu)筑物的沉降；而水平位移指的是構(gòu)筑物在水平方向上的移動。那么構(gòu)筑物出現(xiàn)沉降或水平位移的原因是什么呢？主要包括三個方面：
（1）是地殼本身出現(xiàn)運動造成的，比如地震，這也是自然狀況，不可抗拒的一種因素；
（2）是人類在構(gòu)筑物上的生產(chǎn)活動，也就是構(gòu)筑物的負(fù)荷情況，當(dāng)構(gòu)筑物無法承受太大的負(fù)荷時，則可能出現(xiàn)沉降；
（3）是由于建設(shè)施工出現(xiàn)的質(zhì)量問題。
構(gòu)筑物的垂直位移檢驗主要是以觀測為主，包括要觀測的水準(zhǔn)基點、觀測點的標(biāo)志構(gòu)造與埋設(shè)，傾斜觀測，液體靜力水準(zhǔn)測量，水準(zhǔn)點穩(wěn)定性的檢驗和分析。
構(gòu)筑物的垂直位移觀測是測量基礎(chǔ)和構(gòu)筑物本身在垂直方向上的位移，觀測是在基礎(chǔ)開挖之前進(jìn)行，貫穿于整個施工過程中，并要延續(xù)到建成后的若干年，一直到構(gòu)筑物的沉降量在一定范圍值以內(nèi)，即沉降現(xiàn)象基本停止為止。
3構(gòu)筑物垂直位移觀測原理
水準(zhǔn)測量是構(gòu)筑物垂直位移觀測的主要方法，多次重復(fù)測定埋設(shè)在移動區(qū)或變形體上的觀測點相對于基準(zhǔn)點的高差隨時間的變化量。
建筑物在垂直方向上產(chǎn)生的位移，也可以理解為建筑物的高程發(fā)生了變化，因此，我們可以用水準(zhǔn)測量的方法，先在待測建筑物上面布設(shè)基準(zhǔn)點，通過水準(zhǔn)儀測出其高程值，然后經(jīng)過一定周期后，再次測量此基準(zhǔn)點的高程值，比較兩次對同一基準(zhǔn)點所測的高程，得出高程差，即可反映該建筑物的沉降情況，此高程差即為沉降量。
沉降觀測要根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)性質(zhì)、規(guī)模大小、運營要求等，確定觀測精度設(shè)計，研究具體的沉降觀測方案，選擇合適的測量儀器，組建測量隊伍進(jìn)行觀測。
4平均間隙法
1971年，德國測量學(xué)者Pelzer提出了平均間隙法，用于對監(jiān)測網(wǎng)中的不穩(wěn)定點的檢驗和識別。
平均間隙法是先對構(gòu)筑物進(jìn)行垂直位移的觀測，觀測兩個周期，即出現(xiàn)兩個觀測數(shù)據(jù)，或叫做觀測圖形，那么我們就對這兩個圖形進(jìn)行一致性的檢驗，通過檢驗，如果兩個圖形是一致的，那么就說明此構(gòu)筑物是穩(wěn)定的，沒有發(fā)生沉降；如果兩個圖形是不一致的，那么就說明此構(gòu)筑物發(fā)生了沉降。若發(fā)生了沉降，則要尋找不穩(wěn)定點，依次去掉每一個點，計算兩個圖形不一致的減少程度，不斷嘗試，直到找到那個使圖形不一致性減少最大的那個點就是不穩(wěn)定點。排除不穩(wěn)定的點后再重復(fù)上述的過程，直到圖形一致性（指去掉不穩(wěn)定點后的圖形）通過檢驗為止。
如果F
如果F>Fα，則必須拒絕原假設(shè)，亦即認(rèn)為點位發(fā)生了變動。
5結(jié)論
變形監(jiān)測方法的選取根據(jù)所檢測對象的不同而不同。其中決定的因素有監(jiān)測對象的性質(zhì)、目的、精度、周圍環(huán)境、變形大小及速度。這里探討的平均間隙法對于水準(zhǔn)網(wǎng)中單點位移變動判定效果良好。針對變形監(jiān)測的小范圍高精度特點，獲得可靠成果的必要性顯而易見，而穩(wěn)定性檢驗是保證監(jiān)測網(wǎng)高質(zhì)量觀測成果的必要保證。地質(zhì)的不同對于平均間隙法的影響并不是很大，因此，用平均間隙法確定的變形模型分析觀測數(shù)據(jù)的近似模型，具有實際意義。
基金項目：本論文是科研項目“基于平均間隙法在構(gòu)筑物垂直位移穩(wěn)定性的分析及研究”的階段性成果，項目編號：K201323，項目獲批文件：渝水職院科〔2013〕10號。
參考文獻(xiàn)
[1]耿云飛，田林亞，洪毅.群樓施工沉降監(jiān)測控制網(wǎng)的靈敏度分析[J].測繪工程.2013（01）.
【關(guān)鍵字】：框構(gòu)涵頂進(jìn) 監(jiān)測基準(zhǔn)網(wǎng)的測設(shè) 基坑監(jiān)測 既有鐵路施工過程監(jiān)測
1 概述
隨著城市不斷發(fā)展擴(kuò)張，城市內(nèi)的既有鐵路像一道屏障阻斷了鐵路兩側(cè)的交通，通過框構(gòu)涵頂進(jìn)的方法能夠快速高效的打通鐵路兩側(cè)的道路交通，為城市的擴(kuò)張?zhí)峁┝税l(fā)展空間。框構(gòu)涵頂進(jìn)項目處于市區(qū)內(nèi)且牽涉到既有鐵路，對項目的施工安全提出了很高的要求，其中施工監(jiān)測對項目的安全保障起到了重要的作用。
2 監(jiān)測的主要內(nèi)容
根據(jù)項目所處位置和地質(zhì)情況不同，監(jiān)測的內(nèi)容也不盡相同，主要有幾個重點的監(jiān)測內(nèi)容：
（1）監(jiān)測基準(zhǔn)網(wǎng)的測設(shè)
（2）基坑監(jiān)測
（3）既有鐵路施工過程監(jiān)測。
3 監(jiān)測基準(zhǔn)網(wǎng)的測設(shè)
3.1 垂直位移監(jiān)測基準(zhǔn)網(wǎng)測設(shè)
3.1.1 基準(zhǔn)點布設(shè)原則
（1）一般采用獨立高程系統(tǒng)。
（2）基準(zhǔn)點應(yīng)埋設(shè)在遠(yuǎn)離項目施工影響的穩(wěn)固位置。
（3）基準(zhǔn)點的分布滿足準(zhǔn)確、方便測量全部觀測點的需要，水平垂直位移監(jiān)測基準(zhǔn)點應(yīng)各埋設(shè)3個。
（4）定期對垂直位移監(jiān)測基準(zhǔn)網(wǎng)點進(jìn)行復(fù)測，保證監(jiān)測基準(zhǔn)成果的可靠性。
3.1.2 監(jiān)測基準(zhǔn)點測量方法
（1）觀測方法及儀器設(shè)備
垂直位移監(jiān)測基準(zhǔn)點測量采用水準(zhǔn)測量方法，使用帶有自動記錄功能的電子水準(zhǔn)儀進(jìn)行外業(yè)測量。
（2）觀測技術(shù)要求
3.2 水平位移監(jiān)測基準(zhǔn)網(wǎng)測設(shè)
3.2.1 監(jiān)測基準(zhǔn)點布設(shè)原則
水平位移監(jiān)測基準(zhǔn)點以獨立平面坐標(biāo)系統(tǒng)為基準(zhǔn)建立，在遠(yuǎn)離基坑施工影響的穩(wěn)固位置布設(shè)。
基準(zhǔn)點采用強制歸心預(yù)埋件，地下埋深不小于0.9m。埋設(shè)時用混凝土填埋，地面以上部分應(yīng)采用PVC管進(jìn)行圍護(hù)，墩頂中心放入強制歸心預(yù)埋件固結(jié)而成。
基坑周圍水平位移監(jiān)測基準(zhǔn)點的數(shù)量不應(yīng)少于3個，使用前需要做穩(wěn)定性檢驗。下列地點不設(shè)置基準(zhǔn)點：
①地下水位較高易受水淹的地點；
②地下土質(zhì)松軟的地點；
③距鐵路、公路30m較近，容易受到行車振動的地點；
④易受到施工毀壞的地點；
⑤地形起伏較大不便觀測的地點。
3.2.2 基準(zhǔn)點測量方法
（1）測量儀器設(shè)備
水平位移監(jiān)測基準(zhǔn)網(wǎng)測量應(yīng)采用具有自動照準(zhǔn)、自動記錄功能的高精度徠全站儀進(jìn)行外業(yè)數(shù)據(jù)采集。
（2）主要技術(shù)要求
（3）觀測注意事項
觀測注意事項如下：①全站儀在觀測前要進(jìn)行儀器檢校，項目進(jìn)行過程中需要定期進(jìn)行儀器檢校②觀測要做到三固定，即固定觀測人員、固定測量設(shè)備、固定觀測測站；③儀器必須嚴(yán)格對中整平后在進(jìn)行觀測；④觀測時，目標(biāo)必須清晰穩(wěn)定；⑤觀測前，儀器需要在外界放置一段時間，待自身溫度與外界溫度一致時才能開始觀測；⑥觀測時應(yīng)盡量避免受外界干擾，嚴(yán)格按精度要求執(zhí)行。
4 基坑監(jiān)測
4.1 圍護(hù)樁頂及坡頂水平位移監(jiān)測
4.1.1 監(jiān)測點布設(shè)
（1）圍護(hù)樁頂監(jiān)測點布設(shè)
圍護(hù)樁頂水平位移監(jiān)測點一般布置在圍護(hù)樁的冠梁上，測點間距20m，基坑中部、陽角處應(yīng)有測點，每邊測點不少于3個。
監(jiān)測點埋設(shè)時注意與基準(zhǔn)點間的通視，保證監(jiān)測點頂面的水平；監(jiān)測點埋設(shè)完成后，需要進(jìn)行必要的保護(hù)處理，并用明顯標(biāo)記標(biāo)示出點位。
（2）坡頂監(jiān)測點布設(shè)
基坑南、北兩側(cè)采用放坡開挖形式，在坡頂布設(shè)水平位移監(jiān)測點。坡頂水平位移監(jiān)測點埋設(shè)采用植入鋼筋，周邊用水泥砂漿固定的方法，為保護(hù)測點不受碾壓影響，坡頂水平位移標(biāo)志采用窖井測點形式。
4.1.2 監(jiān)測方法及精度要求
圍護(hù)樁頂、坡頂水平位移監(jiān)測擬采用視準(zhǔn)線法、小角法或極坐標(biāo)法觀測（根據(jù)現(xiàn)場觀測條件及精度情況合理確定），使用全站儀進(jìn)行觀測。
4.1.3 監(jiān)測數(shù)據(jù)處理與分析
通過各期監(jiān)測點的平面坐標(biāo)值，計算出垂直于基坑方向的位移并計算各期變形量、變形速率、累計變形量等數(shù)據(jù)。繪制每一點的位移量與時間的變化曲線，依此來判斷隨著基坑的開挖，圍護(hù)樁體的變形情況，如變化過大坑外地表數(shù)十米范圍將會開裂，影響周圍環(huán)境安全。
4.2 圍護(hù)樁頂垂直位移監(jiān)測
4.2.1 監(jiān)測點布設(shè)
圍護(hù)樁頂垂直位移監(jiān)測的監(jiān)測點可單獨埋設(shè)，也可與圍護(hù)樁頂水平位移監(jiān)測的監(jiān)測點共用。
4.2.2 監(jiān)測方法及精度要求
圍護(hù)結(jié)構(gòu)樁（墻）頂垂直位移監(jiān)測采用水準(zhǔn)測量方法。
4.2.3 數(shù)據(jù)處理與分析
（1）數(shù)據(jù)處理
平差計算前應(yīng)對觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤并按嚴(yán)密平差的方法進(jìn)行水準(zhǔn)計算。
（2）數(shù)據(jù)分析
通過變形觀測點各期的高程值計算各期沉降量、各期變形速率、累計沉降量等數(shù)據(jù)。
4.3 圍護(hù)樁體水平位移監(jiān)測
4.3.1 監(jiān)測點布設(shè)
（1）布點原則
沿基坑周邊樁體內(nèi)每20m～50m布設(shè)觀測孔（測斜管），基坑中部、陽角處及有代表性部位應(yīng)有測點。
（2）埋設(shè)方法
將測斜管直接綁扎固定在圍護(hù)樁鋼筋籠上，與鋼筋籠一同入槽后，澆注混凝土。孔深應(yīng)與鋼筋籠一致，測斜管與圍護(hù)樁鋼筋籠的連接必須十分穩(wěn)定，防止?jié)仓炷習(xí)r，測斜管與鋼筋籠脫落。必須注意測斜管的豎向扭轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)角度過大就可能使測斜儀探頭被導(dǎo)槽卡住，無法進(jìn)行正常測量。
4.3.2 監(jiān)測方法
監(jiān)測儀器采用測斜儀以及配套PVC測斜管，監(jiān)測精度可達(dá)到0.2mm/0.5m。
在測量前打開測斜儀，使其處于工作狀態(tài)，將探頭導(dǎo)輪插入測斜管導(dǎo)槽內(nèi)，緩慢地下放至測斜管底部，然后從測斜管底部自下而上沿導(dǎo)槽每隔0.5m記錄一次測點深度和讀數(shù)。記錄完畢后，將探頭旋轉(zhuǎn)180°插入同一導(dǎo)槽內(nèi)，用上述方法再記錄一次數(shù)據(jù)，深度與第一次相同。
每一深度的正反兩記錄數(shù)據(jù)的絕對值應(yīng)相同，當(dāng)讀數(shù)有異常時應(yīng)及時補測。
4.3.3 數(shù)據(jù)處理與分析
（1）必須設(shè)定好基準(zhǔn)點，圍護(hù)樁樁體變形觀測的基準(zhǔn)點一般設(shè)在測斜管的底部。
（2）當(dāng)圍護(hù)樁樁體樁體發(fā)生變形時，測斜管軸線產(chǎn)生撓度，用測斜儀確定測斜管軸線各段的傾角，便可計算出樁體的水平位移。
4.4 基坑的其他監(jiān)測項目
錨桿（土釘）拉力監(jiān)測、支撐軸力監(jiān)測、土體深層水平位移監(jiān)測、地下水位監(jiān)測等監(jiān)測項目可根據(jù)現(xiàn)場情況選擇是否進(jìn)行。
5 既有鐵路施工過程監(jiān)測
5.1 條形基礎(chǔ)水平、垂直位移監(jiān)測
條形基礎(chǔ)位移監(jiān)測點一般布置于條形基礎(chǔ)中間，每個條形基礎(chǔ)每側(cè)各布設(shè)一個。觀測方法和精度要求與圍護(hù)樁頂?shù)乃轿灰票O(jiān)測和垂直位移監(jiān)測的觀測方法和精度相同。條形基礎(chǔ)監(jiān)測點布設(shè)圖如下：
5.2 箱涵位移水平、垂直監(jiān)測
箱涵位移監(jiān)測點主要是布設(shè)在對便梁起支撐作用的箱涵，一般布置于箱涵的縱向中間部位。觀測方法和精度要求與圍護(hù)樁頂?shù)乃轿灰票O(jiān)測和垂直位移監(jiān)測的觀測方法和精度相同。箱涵監(jiān)測點布設(shè)圖如下：
5.3 施工便梁水平、垂直位移監(jiān)測
施工便梁垂直位移監(jiān)測點一般布置于對便梁起支撐作用的臨時支墩上，每個臨時支墩上布設(shè)一個。觀測方法和精度要求與圍護(hù)樁頂?shù)乃轿灰票O(jiān)測和垂直位移監(jiān)測的觀測方法和精度相同。箱涵監(jiān)測點布設(shè)圖如下：
5.4 既有鐵路路肩水平、垂直位移監(jiān)測
既有鐵路路肩垂直位移監(jiān)測點一般在在路肩處每5米布設(shè)一個，范圍為兩側(cè)便梁外10米。觀測方法和精度要求與圍護(hù)樁頂?shù)乃轿灰票O(jiān)測和垂直位移監(jiān)測的觀測方法和精度相同。
5.5 接觸網(wǎng)桿水平、垂直位移監(jiān)測
接觸網(wǎng)桿垂直位移監(jiān)測點一般布置于接觸網(wǎng)桿基座上，每個臨時接觸網(wǎng)桿上布設(shè)一個。觀測方法和精度要求與圍護(hù)樁頂?shù)乃轿灰票O(jiān)測和垂直位移監(jiān)測的觀測方法和精度相同。
6 總結(jié)
（1）制定監(jiān)測方案前一定要深入現(xiàn)場并詳細(xì)了解施工組織方案。
（2）框構(gòu)涵基坑與普通建筑基坑相比，具有工程規(guī)模小，技術(shù)難度小的特點，但在基坑開挖和降水時仍會對既有鐵路造成影響，要加強基坑的監(jiān)測次數(shù)。
（3）既有鐵路施工過程監(jiān)測是框構(gòu)涵頂進(jìn)下穿既有鐵路項目監(jiān)測重點，施工過程中直接在既有線上作業(yè)，對鐵路的行車安全造成了很大的安全隱患，在條基拉槽和箱涵開挖時要進(jìn)行實時監(jiān)測，實時反映既有鐵路構(gòu)筑物的現(xiàn)狀。
（4）既有鐵路施工過程監(jiān)測前需要明確監(jiān)測報警值，報警值應(yīng)有設(shè)計單位和工務(wù)養(yǎng)護(hù)部門共同確定，超出報警值需要第一時間向業(yè)主、監(jiān)理、施工單位反映，對監(jiān)測對象采取應(yīng)急措施。
（5）在鐵路路肩水平、垂直位移監(jiān)測時，應(yīng)特別注意監(jiān)測點的保護(hù)，如有破壞，應(yīng)及時補設(shè)。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】 水庫大壩 水平位移 垂直位移 監(jiān)測方法
在水庫大壩水平位移與垂直位移監(jiān)測技術(shù)與方法的運用中，通過結(jié)合GPS技術(shù)布網(wǎng)以及視準(zhǔn)線測量相結(jié)合的方式，對水庫大壩的水平位移進(jìn)行監(jiān)測，并采用全局控制欲局部控制相結(jié)合的方式，建立水庫大壩垂直位移的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，形成水庫變形技術(shù)處理的有效方式，能起到更好的實際效果。
1 概述水庫大壩水平位移與垂直位移監(jiān)測的概念
1.1 水平位移監(jiān)測
從傳統(tǒng)的水庫大壩監(jiān)測方式來看，水平位移通常使用的是采用經(jīng)緯儀三角測量或者視準(zhǔn)測量的有效方法，尤其是在結(jié)合水庫大壩變形量的整體因素，在監(jiān)測精確度要求高的情況下，就會產(chǎn)生更新的檢測方式。從傳統(tǒng)方法向垂線、引張線的發(fā)展，更好的顯示出自動化監(jiān)測技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是步進(jìn)電機(jī)式、光電式、感應(yīng)式等自動遙感器的設(shè)備運用，更加促進(jìn)了整個監(jiān)測效果的精確度。
1.2 垂直位移監(jiān)測
垂直監(jiān)測在水庫大壩中的運用，主要采用人工光學(xué)水準(zhǔn)測量，尤其是在自動化遙感測量的發(fā)展基礎(chǔ)上，并伴隨著靜力遙測技術(shù)的出現(xiàn)，在我國研制的差動變壓器以及電容式靜力水準(zhǔn)裝置的運用，更好的提升了垂直位移監(jiān)測技術(shù)的整體運用，并得到了廣泛的應(yīng)用。
2 分析當(dāng)前水庫大壩變形監(jiān)測的主要技術(shù)手段
2.1 土石壩安全監(jiān)測技術(shù)運用
土石壩安全監(jiān)測技術(shù)是一項綜合性的管路方式，其中，對于整個大壩的變形監(jiān)測包括有更多的內(nèi)容，主要有表面變形、內(nèi)部形狀轉(zhuǎn)變、裂縫的形成、滲水現(xiàn)象的出現(xiàn)、岸坡位移等現(xiàn)象，要從安全的角度出發(fā)，將大壩表面的變形監(jiān)測形成豎向位移監(jiān)測與水平位移監(jiān)測。在豎向位移監(jiān)測的技術(shù)使用上，主要采用精密水準(zhǔn)的方法，或者采用靜力水準(zhǔn)的方法；在水平位移監(jiān)測的使用中，可以從橫向位移與縱向位移進(jìn)行監(jiān)測，橫向位移也就是垂直壩軸線，縱向位移就是平行于壩軸線，在橫向位移監(jiān)測中，主要的方法就是采用活動標(biāo)法、小角度、大氣激光準(zhǔn)直方法等，在條件允許的情況下，還可以采用三角網(wǎng)前方教會觀測增設(shè)工作基點的方法，同時，還要注意在混凝土面板變形以及岸坡位移的iqngkuangxia，這種技術(shù)方法應(yīng)該與大壩表面變形監(jiān)測的基本相同。
2.2 混泥土壩安全監(jiān)測技術(shù)運用
在水庫大壩監(jiān)測位移的技術(shù)處理中，還要圍繞混泥土壩的安全監(jiān)測技術(shù)進(jìn)行深入分析，其中，主要的監(jiān)測項目包括喲壩體變形、裂縫、接縫以及壩基變形、滑坡或者高邊坡位移等，在具體的安全技術(shù)運用中，要充分結(jié)合大壩的實際情況，做到更加精準(zhǔn)的安全監(jiān)測。對于壩體、壩基以及滑坡現(xiàn)象的安全監(jiān)測，主要采用水平監(jiān)測的方式，尤其是重力壩或者支墩壩壩體的水平監(jiān)測唯一方式主要使用引張線發(fā)或者真空激光準(zhǔn)直方法，相對于短壩而言，條件允許也可以使用視準(zhǔn)線方法。同時，對于拱壩壩體的水平位移采用垂線監(jiān)測。對于壩基、壩體、滑坡的垂直位移監(jiān)測，在一般情況下，可以使用精密水準(zhǔn)方法或者流動靜力垂直位移監(jiān)測，并采用三角高程方法進(jìn)行深入分析，從而形成更加有效的檢測方式。
3 探討水庫大壩水平位移與垂直位移監(jiān)測的具體方法運用
3.1 工程實況
水庫位于約40km處的河干流上，是一座以防洪、灌溉為主的中型水利樞紐工程，總庫容量1786萬。大壩均為土壩，壩頂寬6m，最大壩高38.5m，壩頂高程500.61m，壩頂長198m，防浪墻頂高程501.10m，大壩水平位移監(jiān)測采用人工視線小角度標(biāo)法（活動標(biāo)法）測量垂直位移采用人工方式精密水準(zhǔn)法測量，不僅費時費力、勞動強度大，而且由于水平位移視準(zhǔn)線長度超過規(guī)范要求，使觀測精度降低，嚴(yán)重違背實時、連續(xù)、準(zhǔn)確等觀測優(yōu)點，故擬對大壩位移監(jiān)測進(jìn)行自動化改造。
3.2 沉降觀測垂直位移監(jiān)測網(wǎng)布設(shè)方法
（1）基準(zhǔn)點。要求建立在沉降變形區(qū)以外的穩(wěn)定地區(qū)，同大地測量點的比較，要求具有更高的穩(wěn)定性，其平面控制點一般應(yīng)設(shè)有強制歸心裝載。基準(zhǔn)點使用全線二等精密高程控制測量布設(shè)的基巖點、深埋水準(zhǔn)點。
（2）工作點。要求這些點在觀測期間穩(wěn)定不變，測定沉降變形點時作為高程和坐標(biāo)的傳遞點，同基準(zhǔn)點一樣，其平面控制點應(yīng)設(shè)有強制歸心裝置。工作點除使用普通水準(zhǔn)點外，按照國家二等水準(zhǔn)測量的技術(shù)要求進(jìn)一步加密水準(zhǔn)基點或設(shè)置工作基點至滿足工點垂直位移監(jiān)測需要。加密后的水準(zhǔn)基點（含工作基點）間距200m左右時，可基本保證整體工程垂直位移監(jiān)測需要。
（3）沉降變形點。直接埋設(shè)在要測定的沉降變形體上。點位應(yīng)設(shè)立在能反映沉降變形體沉降變形的特征部位，不但要求設(shè)置牢固，便于觀測，還要求形式美觀，結(jié)構(gòu)合理，且不破壞沉降變形體的外觀和使用。沉降變形點按路基、橋涵、隧道等各專業(yè)布點要求進(jìn)行。
3.3 GPS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的綜合運用方式
系統(tǒng)由一個監(jiān)測中心和多個野外監(jiān)測區(qū)域構(gòu)成。每個監(jiān)測區(qū)域設(shè)置一個機(jī)箱，內(nèi)含一臺GPS接收機(jī)、一塊數(shù)據(jù)采集器電路板、一個GSM數(shù)據(jù)傳輸模塊以及直流電源等部分；監(jiān)測中心只包含GSM模塊和用作GPS差分解算的PC機(jī)。系統(tǒng)工作時將GPS接收機(jī)安放于監(jiān)測點的位置上，各點的GPS接收機(jī)都按預(yù)先設(shè)定好的時段參數(shù)同時進(jìn)行觀測，原始數(shù)據(jù)暫存于各自采集器的RAM中。觀測結(jié)束后，各監(jiān)測區(qū)依次通過GSM模塊及GSM網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳送至監(jiān)測中心PC機(jī)，進(jìn)行后臺差分解算，得出各監(jiān)測點間基線向量的長度及高程差。若把其中一個或多個監(jiān)測點設(shè)置于絕對固定的參考位置上，則每次解算后均可得到其它監(jiān)測點較參考點的相對位移值，包括水平位移和垂直位移。在兩個或多個觀測站同步觀測相同衛(wèi)星的情況下，衛(wèi)星的軌道誤差、衛(wèi)星鐘差、接收機(jī)鐘差以及電離層和對流層的折射誤差等對觀測量的影響具有一定的相關(guān)性，利用這些觀測量的不同線性組合，如在衛(wèi)星間求差、在接收機(jī)間求差或者在不同歷元間求差等可有效地消除或減弱相關(guān)誤差的影響，提高系統(tǒng)的相對定位的精度。
3.4 流動式半自動變形監(jiān)測系統(tǒng)的綜合方式
流動式半自動化變形監(jiān)測系統(tǒng)一方面可用于基點和工作基點三角網(wǎng)的邊角觀測；另一方面還可在基點或工作基點上對變形點進(jìn)行邊角交會測量。由于自動化全站儀在機(jī)載軟件的控制下，可實現(xiàn)對棱鏡目標(biāo)的自動識別與照準(zhǔn)，因此測站工作實現(xiàn)了自動化觀測、記錄與限差檢核。但因多站觀測，需要人工在有關(guān)的網(wǎng)點（基點或工作基點）之間搬動儀器。因此，此系統(tǒng)應(yīng)用的特點是監(jiān)測方案傳統(tǒng)成熟，但使用的設(shè)備是現(xiàn)代化的。該系統(tǒng)的軟硬件主要配置如下：
（1）硬件配置：1臺NET05或NET1自動化全站儀、若干單棱鏡組（根據(jù)監(jiān)測點位數(shù)量而定）及其它附件。
（2）軟件配置：NET05、NET1全站儀機(jī)載軟件，或PDA、PC機(jī)版專業(yè)軟件，用于變形監(jiān)測過程中的基準(zhǔn)網(wǎng)點、位移監(jiān)測點的自動化觀測。軟件功能滿足中國現(xiàn)行規(guī)范的要求；在PC機(jī)上運行的變形監(jiān)測網(wǎng)后處理平差軟件。主要用于測前基準(zhǔn)網(wǎng)的精度估計、測后的觀測數(shù)據(jù)平差處理、基點（工作基點）的穩(wěn)定性分析、變形監(jiān)測點的變形計算與分析等。流動式半自動化變形監(jiān)測系統(tǒng)方案成熟，設(shè)備先進(jìn)，已在國內(nèi)許多大型水電大壩的變形監(jiān)測中發(fā)揮了很好的作用。
4 結(jié)語
通過以上的具體分析，結(jié)合工程的整體情況來看你，采用水平位移與垂直位移的監(jiān)測方法，尤其是結(jié)合新時期的技術(shù)運用方式，從不同技術(shù)指數(shù)進(jìn)行觀測與監(jiān)測應(yīng)用，能全面提高整體的可操作性，并采用現(xiàn)代化的GPS接收機(jī)與全站儀器的綜合運用，對整個水庫大壩形成動態(tài)的變形顯示，能起到良好的研究效果，可以結(jié)合當(dāng)前的理論與實踐操作，探索更為先進(jìn)的管理技術(shù)，能起到良好的效果。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：汽輪發(fā)電機(jī)、脹差、軸位移
靈武電廠二期4號汽輪機(jī)的容量為1060MW，單軸，四缸設(shè)計， TSI監(jiān)測系統(tǒng)采用德國MMS6000系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)計采用模塊化雙冗余設(shè)計，監(jiān)測功能全面，可靠性高;所有卡件均可帶電插拔;可通過微機(jī)對卡件進(jìn)行組態(tài)修改及在線監(jiān)視，可以方便的檢修及維護(hù)。
1、安裝調(diào)試過程
1.1 轉(zhuǎn)速探頭安裝定位
轉(zhuǎn)速測量盤齒數(shù)為120齒，所以卡件中要注意測量齒數(shù)設(shè)為120齒。
(1)超速1、2、3號及汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速、零轉(zhuǎn)速探頭采用8mm渦流傳感器，配8m延伸電纜，該型號的探頭測量靈敏度為-7.874V/mm。為保證測量的準(zhǔn)確性、及可靠性，我們在安裝時要求安裝到0.9-1mm范圍內(nèi)，安裝間隙一定要用塞尺測量，塞尺松緊適中。安裝時先不要將延伸電纜與探頭引線連接，防止探頭旋轉(zhuǎn)帶動延伸電纜受力而損壞。
(2)DEH轉(zhuǎn)速共3個探頭，型號為日本日立公司MP-988型號，大小為M19mm×l.25mm，無中間接頭。該探頭2個對稱面上各有1個倒三角形的標(biāo)記，探頭定位時一定要將這個三角號正對齒輪中心線，2個面無先后順序;DEH轉(zhuǎn)速探頭安裝間隙應(yīng)在0.8~1.0mm。同時要兼顧安裝方向和間隙。關(guān)鍵點為：當(dāng)間隙與方向不能兼顧時，應(yīng)首先確保其方向性，間隙可適當(dāng)減小或放大。
1.2 差脹探頭安裝調(diào)試
汽輪機(jī)差脹包括有高壓缸脹差一套、中壓缸脹差一套、低壓缸脹差一套(2個低壓缸僅設(shè)計1組探頭，安裝在低壓二缸尾部)，其中高差、中差各使用1個25mm差脹傳感器。低差使用2個25mm差脹傳感器，相對安裝，采用補償式測量。由于轉(zhuǎn)子的體積和熱容量要小于汽缸，所以，轉(zhuǎn)子的膨脹量總是比汽缸的膨脹量要大，所以我們定義脹差的膨脹方向，當(dāng)轉(zhuǎn)子的膨脹大于汽缸的膨脹時為正，反之為負(fù)。
（1）高、中壓脹差探頭安裝與調(diào)試： 安裝時保證安裝支架移動靈活，無卡澀。其中高差探頭指向發(fā)電機(jī)測安裝，中差指向機(jī)頭側(cè)安裝。
(2)低壓缸脹差探頭安裝：因為低壓缸脹差采用兩支探頭進(jìn)行補償式測量方式，所以安裝形式與高差、中差略有不同。首先，根據(jù)測量范圍算出探頭之間的距離: D=量程+被測面厚度+2×零點對應(yīng)間隙。
（3）低壓缸差脹探頭調(diào)試 ：差脹探頭安裝調(diào)試的關(guān)鍵是交叉點電壓的確定，如果交叉點電壓未定準(zhǔn)的話，差脹顯示線性不好或顯示數(shù)據(jù)誤差較大。交叉點電壓的確定方法如下:①根據(jù)探頭出廠測試報告提供的靈敏度，現(xiàn)場移動托盤，用高差和中差相同的方法進(jìn)行探頭線性數(shù)據(jù)的采集，計算出每個探頭的靈敏度，設(shè)置卡件組態(tài)中2個探頭靈敏度值。選擇1個和2個探頭組態(tài)默認(rèn)的COV值都比較接近的中間電壓值，寫入組態(tài)中。②根據(jù)選定COV現(xiàn)場定位2個探頭的位置。用萬用表測量2個探頭的前置器輸出電壓，當(dāng)電壓接近COV值，偏差不大的時候固定好探頭，2個探頭都固定好以后，調(diào)整托盤位置，使2個探頭的前置器輸出電壓盡量一樣，記錄該電壓值為實際的COV值，將卡件組態(tài)中2個探頭的COV修改為該電壓值。③移動托盤，檢查測量線性，檢查線性時看組態(tài)中單個探頭的DIRECT值和間隙電壓值。④零點確定：我們在安裝及設(shè)置時先設(shè)定靠近汽機(jī)側(cè)探頭為1#，靠近發(fā)電機(jī)側(cè)為2#。
1.3 軸向位移探頭調(diào)試定位
本機(jī)組共有2個軸向位移探頭，采用llmm渦流傳感器，安裝在現(xiàn)場汽機(jī)主推力盤后，探頭指向汽機(jī)側(cè)安裝，兩支探頭固定在同一個支架上，信號輸出到同一塊MMS6210卡件，分兩個通道輸入。軸向位移量程-2~+2mm。調(diào)試步驟如下:(1)設(shè)定軸向位移方向。根據(jù)汽機(jī)廠資料設(shè)定軸向位移正方向為大軸向機(jī)頭方向串動為正。探頭安裝在發(fā)電機(jī)側(cè)，遠(yuǎn)離探頭為正。(2)根據(jù)間隙電壓安裝探頭。現(xiàn)場軸向位移探頭安裝在支架上的位置從上到下依次為軸向位移1、2，定位時應(yīng)先固定支架，保證支架不會移位，然后先安裝軸向位移2探頭，測量前置器電壓輸出，由于軸向位移的間隙較小，安裝時要緩慢平穩(wěn)，密切監(jiān)視電壓值，顯示至-12V時對探頭進(jìn)行固定，保證探頭不會松動。然后同樣將軸向位移1固定好，2個探頭的前置器輸出電壓都是-12V，然后松開支架移動托盤，進(jìn)行線性數(shù)據(jù)校驗及查看卡件顯示的軸向位移值及方向正確，軸向位移顯示值符合要求。(3)定位：移動托盤，監(jiān)視前置器輸出電壓，當(dāng)兩個探頭輸出均為-12V時固定托盤。最后側(cè)得探頭的零點電壓為：1#探頭：-11.99V； 2#探頭：-12.01V
2、存在問題及解決措施
根據(jù)汽機(jī)廠資料確定，大軸的零位為緊靠推力瓦工作面，而且大軸向機(jī)頭方向串動為正方向。而在廠家圖紙資料中，推力瓦前后均為工作面，前部為主工作面，后部為副工作面。大軸應(yīng)該靠近哪側(cè)工作面需明確規(guī)定。正常穩(wěn)定運行期間，高壓缸進(jìn)汽使轉(zhuǎn)子前移，中壓缸、低壓缸均為中間進(jìn)汽，可以認(rèn)為對大軸的軸向作用力為零。總體看，汽機(jī)主軸受到向汽機(jī)側(cè)的推力，所以可以認(rèn)為軸向位移的正方向為向汽機(jī)側(cè)；根據(jù)制造廠家提供的保護(hù)定值判斷:跳閘值為-1.28mm/+0.8mm。假設(shè)發(fā)電機(jī)側(cè)為正，安裝時工作面定零，則保護(hù)定值應(yīng)為-0.8mm/+1.28mm;安裝時非工作面定零，則軸位移保護(hù)定值雖為-1.28mm/+0.8mm，但高中低差顯示偏差為0.61mm(汽機(jī)專業(yè)提供推力面與支撐面間隙)。
