淺談健康監(jiān)測現(xiàn)場自動化監(jiān)測設(shè)備安裝流程及經(jīng)驗總結(jié)(1)

   日期：2017-07-10

一、該技術(shù)的國內(nèi)外現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的變形監(jiān)測一般采用人工或半自動這兩種辦法進(jìn)行，盡管投入成本低，但監(jiān)測存在著致命的缺點，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，無法滿足監(jiān)測對象每時每刻發(fā)生的動態(tài)變形及突然的異常變形，且現(xiàn)場實施監(jiān)測的工作人員安全受到一定程度的隱患風(fēng)險。而全自動化監(jiān)測剛好可以彌補這些缺陷，全天候24小時365天有規(guī)律的周期性測量，數(shù)據(jù)更為可靠，并可實時進(jìn)行觀測、數(shù)據(jù)傳輸、計算、分析及預(yù)警，觀測站采集系統(tǒng)設(shè)置在由人工搭建的移動建筑內(nèi)，監(jiān)測人員只需在辦公室內(nèi)對現(xiàn)場儀器所測的數(shù)據(jù)進(jìn)行無線電信號傳輸即可。

自動化監(jiān)測盡管目前在國內(nèi)還處于起步階段，但隨著社會的進(jìn)步及生活水平的 提高，人們對自己所生存的環(huán)境將會倍加看重，其安全意識將會大大加強，自動化監(jiān)測就將會受到各級單位的青睞。在國際上，該系統(tǒng)從方案設(shè)計、硬軟件配置到大型工程中的應(yīng)用，都取得了長足的進(jìn)步和令人滿意的結(jié)果，同時也看出這項技術(shù)廣泛的應(yīng)用前景。

在過去的幾年，工程自動化監(jiān)測系統(tǒng)就已經(jīng)在國內(nèi)得到了多個單位及項 目的信賴，并取得了多項成績。目前我們所做的自動化監(jiān)測項目有外灘原美豐洋行（應(yīng)變、位移）、華僑大廈（應(yīng)變計/片、傾角、靜力水準(zhǔn)）、中國銀行（應(yīng)變、傾角、裂縫、靜力水準(zhǔn)）。只是監(jiān)測領(lǐng)域的冰山一角，應(yīng)該說任重而道遠(yuǎn)。我國應(yīng)用這類技術(shù)也僅是近十年的歷史，時間是很短的，但從外部變形監(jiān)測工作的需求來看，為了滿足越來越多的城市綜合體健康監(jiān)測項目施工、運營過程中的監(jiān)測需求，采用這種國際現(xiàn)行發(fā)展的自動監(jiān)測技術(shù)還僅僅是開始。

二、概述

BGK-4675靜力水準(zhǔn)是一種精密液位測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)計用于測量多個測點的相對沉降及絕對沉降。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得。傳感器下掛有一個浮筒，當(dāng)容器液位發(fā)生變化時，浮筒所受到的浮力即被傳感器感應(yīng)。

在多點系統(tǒng)中，所有傳感器的垂直位移均是相對于其中任意一點（這一點又叫基準(zhǔn)點或參照點）的變化，該點的垂直位移應(yīng)是相對穩(wěn)定的或者是可用其他人工觀測手段來確定，以便能精確計算靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)各測點的沉降變化。此外，還可以通過每臺儀器上的液位觀察管來粗略查看水位的變化。

三、現(xiàn)場組裝

現(xiàn)場儀器組裝及系統(tǒng)安裝時必須相對小心，因為該傳感器是很精密的且很昂貴。

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


廠商基于安全原因，振弦傳感器部分已裝入保護筒內(nèi)，保護筒和儲液筒用螺栓固定在一起，傳感器主體與浮筒單獨包裝。傳感器主體與浮筒上印有編號，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)場安裝?

現(xiàn)場安裝前，儀器安裝點位需進(jìn)行高程測量，以便使一套監(jiān)測系統(tǒng)的各測點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、末測點，確定基準(zhǔn)測點。確定進(jìn)行灌液的測點（通常選擇首端或末端測點）。

a、容器（儲液筒）安裝固定
儀器配套的“L”形鋼板一面有3個孔，用于固定于結(jié)構(gòu)面。另一面有7個孔，其中3個孔用于固定容器，外圍4個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，使用水平尺測量、調(diào)整容器，使平面水平，立面垂直。調(diào)平后用活動扳手將螺紋支撐桿的螺母擰緊（也可對傳感器安裝高程進(jìn)行小幅度的調(diào)整）。

b、通液管聯(lián)接、鋪設(shè)
測點傳感器安裝、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，安裝時注意區(qū)分。根據(jù)需要聯(lián)接的兩個測點間的距離，截取通液管，應(yīng)該留有一定的富裕量。兩個測點間的通液管安裝好后，管線中間應(yīng)比兩端低，這樣有利于排除空氣。管線鋪設(shè)時，應(yīng)避免打折、扭曲和劃傷。管線必須緊固、可靠聯(lián)接在三通上，以免漏液。管線保護時可使用金屬或塑料線槽固定，避免使用管狀材料保護，以免給檢查維護帶來困難。

c、容器頂蓋拆離
各測點通液管聯(lián)接完畢，檢查無誤后，可拆離容器頂蓋，先用活扳手分離液位觀察彎頭（上部）的液位觀察管，用膠布將液位觀察管豎直粘貼、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，將傳感器保護筒部分與容器分離，放置于測點位置，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。確定各個測點通液管均妥善聯(lián)接，首、末測點三通均有絲堵。

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，所以在充液時應(yīng)注意管內(nèi)空氣的排除（過程漫長繁瑣）。

充液前應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場容器數(shù)量及通液管長度粗略計算所需溶液的數(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，并隨著全部測點充液情況對充液速度進(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，可能會聚集在三通位置形成氣阻現(xiàn)象而不易排出，此時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，卸開三通束節(jié)將空氣排出即可。

充液過程必須有人巡視各測點液位變化情況（如果測點高程偏差較大，可能會出現(xiàn)最低的容器液面過高而溢出），檢查系統(tǒng)之間是否存在漏液現(xiàn)象，以便及時處理。系統(tǒng)內(nèi)管線排出氣泡的工作非常重要！若通液管中有氣泡，將會因氣體或氣泡表面張力作用導(dǎo)致各容器液位難以平衡，最終造成測量誤差或讀數(shù)的嚴(yán)重不穩(wěn)定。也會導(dǎo)致系統(tǒng)對溫度變化很敏感（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，握住傳感器保護筒部分，通過容器頂蓋螺絲孔及液位觀察管彎頭，將容器頂蓋與容器對正，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)，操作時動作應(yīng)輕緩，避免損壞傳感器），擰上頂蓋固定螺絲并將液位觀察管恢復(fù)原狀（靜止5分鐘，此時還可以用特定讀數(shù)儀GK403等測試傳感器的安裝讀數(shù)情況）。

f、通氣管安裝、鋪設(shè)
測點傳感器安裝、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。儀器出廠時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，整個通氣系統(tǒng)應(yīng)相互聯(lián)通。根據(jù)需要聯(lián)接的兩個測點間的距離，截取通氣管聯(lián)接兩測點的三通位置，應(yīng)該留有一定的富裕量，逐一通聯(lián)。末點松開干燥管一端的螺絲，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，對其進(jìn)行保護，有利于延長干燥劑的使用壽命。

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

g、傳感器電纜焊接加長
傳感器出廠時配備3m長電纜，現(xiàn)場儀器安裝好后，需進(jìn)行焊接加長。焊接前用萬用表測量傳感器芯線間電阻數(shù)據(jù)并記錄。（黑、紅芯線為180?左右，綠、白芯線為3k ?左右）

焊接前將電纜端部剝除外皮，長度約8cm，露出芯線。電纜外面套?12mm熱縮套管。用剝線鉗將芯線剝除1cm左右外皮，芯線上套?2mm熱縮套管。芯線對應(yīng)顏色對接并擰在一起后，用電烙鐵焊錫。5根芯線均需焊接，焊接時注意：1、將各個芯線接頭錯開剪斷； 2、芯線導(dǎo)體剝開后外露長度應(yīng)一致（約2cm），以保證電纜受拉時，各芯線能均勻受力。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、流動狀態(tài)，完成充滿接頭內(nèi)部。溫度過高會使芯線外皮融化，造成芯線短路，也會造成熱縮套管碳化變脆。