气压计:类型,功能,及其工作原理?

压力计类型 - 效果 - 工作

压电仪是用于测量地面中孔隙水压(压力水平)的岩土式传感器。它旨在测量土壤,地球/岩石填充,基础和混凝土结构的孔隙水压。

压阻计或孔隙压力计提供了关于孔隙压力的大小和分布的显着定量数据及其随时间的变化。它还有助于评估渗流,潜在管道区域的模式以及渗流控制措施的有效性。

作为一种重要的岩土工程监测仪器,它的研究也十分有趣。下面我们将详细介绍气压计的种类、工作原理、应用和功能。ayx坦克世界

什么是气压计?

压强计孔隙压力计是安装在地下的压力传感器,用于测量地下水位、土壤或岩石的地下压力。

适当的孔隙压力评估有助于监测施工后的行为,并指出可能对结构、基础和附属设施的稳定性产生不利影响的潜在危险条件。

为设计改进提供基础数据,促进设计和施工更安全、更经济。的Casagrande压强计被认为是最简单的压阻计。它由Casagrande尖端组成,连接到延伸管的长度。使用尾数测量管内的水位。

然而,最常用的是振动丝式压力计,因为它的结果准确,可靠性高。

为什么使用气压计?

使用压电计有以下目的:

  • 研究土壤或岩石孔隙中水分的作用是为了降低土壤或岩石的承载能力。随着孔隙水压力的增大,这种效应更加明显,在某些情况下最终会导致土体的承载能力完全破坏。
  • 确定地下水的水位和流态
  • 确定土/石坝、混凝土坝及其地基中的水流模式。
  • 描绘潜水线。

气压计有哪些类型?

压强计或孔隙压力米有不同形状和尺寸可供选择。

这里是目前用来测量钻孔内和地表下的孔隙压力的不同类型的气压计。

卡萨格兰德式或开放式立管式压力计

立管压力计

一种最简单的测量地面压力水平的仪器是开式立管压力计或Casagrande。它是一种塑料管,直径较小(可达20mm),底部有一段多孔。

这种管道安装在钻孔中,同时将多孔部分放置在底部,以便测量压力水平。多孔过滤器和钻孔之间的环空中有砂,用膨润土从两侧密封,钻孔的其余部分用水泥砂浆填充。

地下水压力将水推入立管,直至立管内水位(h)等于多孔过滤器高程处地面的水压(孔隙水压力)。

电力压电仪

下一种类型的压计包括电压计,它由一个偏转膜片和一个多孔过滤器组成,多孔过滤器被一个小水池隔开。用振动丝或应变计来计算膜片的挠度。然后,通过适当的校准,将计算结果转换为等效压力。

下一个步骤与开式立管压力计完全相似。将电压计插入钻孔,同时将多孔过滤器与钻孔之间的环空填满水泥/膨润土浆液。

由于浮力进入储存器,从地面的水推动自身,并导致隔膜中的偏转,直到储存器内的压力与多孔过滤器的升降处的地面中的孔隙水压(压力水平)相同。

如果在目前的地下水位以上安装一个电压计,土壤中的孔隙压力为负,压计中的水就会从水库中抽出来。如果发生这种情况,压力计将充满空气,导致其功能障碍。

液压压力计

第三种类型的压力计是液压压力计,它由一个多孔过滤器组成,其中包含一个储水池,通过弹性和充水的管子与压力计分离。

这些管道循环水通过系统,以排除空气,并确保水库仍然充满水。

压力计测量可以计算孔隙压力的整体液压。

气动压强计

第二种类型的压力计是气动压力计,它是由气体压力操作的。它可以放置在钻孔,填充物,或在一个大直径立管。然后用气动指示器计算读数。

振动线压强计

振动线压强计测量完全或部分饱和的土壤和岩石中的孔隙水压力。一种振动丝式压力计主要包括:

  • 灵敏的不锈钢膜片
  • 一种磁性的、高抗拉强度的拉伸金属丝,一端被固定,另一端被固定在隔膜上。
  • 陶瓷低位空气过滤器(根据现场要求也可使用黄铜高位空气过滤器)
  • 温度读数的热敏电阻
  • 玻璃到金属密封,用于电缆连接
  • 不锈钢阀体,在现场条件下,对水中的几种溶解杂质具有防锈或腐蚀性能。对于盐水应用,提供了具有额外保护的特殊传感器

振动线压力计结构

孔隙水压力/水压等级是多少?

孔隙水压力/水压水平是土材料或混凝土结构的孔隙中所包含的水所承受的压力。

在任何与大型土木工程结构(如高层建筑、大坝、地下隧道等)相关的岩土或地质结构研究的测量方案中,孔隙水压力(也称为压级)的测量都扮演着重要的角色。

气压计是如何工作的?

振动丝压计基本上由一根磁性的、高抗拉强度的拉伸丝组成,一端固定在一个膜片上,另一端固定在膜片上,膜片根据施加的压力的一定比例偏转。

压力的任何变化都会使膜片成比例地偏转,而这反过来又会影响拉伸导线的张力。因此,任何孔隙压力的变化都直接影响到金属丝的张力。

线材被线圈磁铁拔出。与电线中的张力成比例,它在频率'f'处谐振,这可以如下确定:

f = {[Σg/ρ] ^ 1/2} / 2L Hz

σ =线的张力

重力常数

ρ=电线密度

L =电线的长度

电线振动的共振频率在线圈磁铁中感应出交流电。

孔隙压力与频率的平方成比例,并且Encardio-Rite模型EDI-51V读数记录器(数据记录器)能够直接在工程单元中显示。

压计类型- cardio- rite的模型

型号EPP-10SP/开式立管压力表或Casagrande

epp-10sp

观察孔是具有在底部的突出部分的垂直管,通常在表面上安装在钻孔中,以防止表面水进入钻孔。

水位的深度是通过将水位测量探头放入管道中来测量的。的型号EPP-10 SP立管用于测量地下水位及其随时间的变化。

Encardio-rite型号的EPP-10SP立管式压力计由一根沿其整个长度密封的管道组成,并安装在钻孔中,这样它必须在底部对水流开放,在顶部对大气开放。进水口是用土工织物材料覆盖的开槽管。

立管式气压计的施工

open-standpipe-piezometer-construction

该立管由一系列PVC立管组成,外径50毫米,内径44.5,长度3米,有一个内置的插座连接。

立管进风口由PVC开槽管组成,长1米,外径50毫米,表面覆盖土工织物。开槽管的底端用合适的聚氯乙烯帽塞住。

打开立管压电计安装

开放式立体 - 压电计安装

立管安装在钻孔中,钻孔进入土壤/地基到预先确定的深度,以拦截地下水。开槽管由承座连接到直径相同的塑料立管上,并延伸到表面。

钻孔填充有豌豆砾石。钻孔的顶部用水泥膨润土塞密封。

地下水通过开槽端渗入立管,达到与地下水相等的水位。这一水平是由从水面下降的电子测深设备型号EPP-10/6确定的。

可在立管顶部安装带锁定装置的板铰链盖。

锁定装置具有通用钥匙和防尘帽

EPP-10/6水位指示器

水位表

EPP-10/6型水位指示器用于测量钻孔、立管和井中地下水的高程。它坚固耐用,重量轻,使用方便。在连接的扁平电缆的帮助下,水位测深仪探头从水面下降进行观测。

电缆的长度与需要进行观测的深度相称。该设备由电池操作,包括开关、蜂鸣器、用于供电和信号的LED、连接探头的扁平电缆、卷筒和手柄。

当井里的水与探头尖端接触时,探头就发出声光信号。防潮电子产品和标准的9v PP-3大小的电池被安置在电缆盘上的集线器中。hub可以很容易地拆卸,以更换电池或检查电子,而无需拆卸整个电缆卷。

EPP-30V/电子束焊接重型VW压力计

epp-30v-piezometer

EPP-30V型电子束焊接重型振动丝压计,振动线和线圈磁体组件封装在不锈钢主体中,该不锈钢主体是焊接到膜片的电子束。

这导致传感器内部的真空约为1/1000托,使其不受任何水和水中可能存在的其他腐蚀性物质的影响。由于压力表是不锈钢结构,所以在使用的地方不受正常化学腐蚀的影响。

electron-beam-welded-piezometer

图1:型号EPP-30V电子束焊接式压力计

通常提供厚度为3mm和晶粒尺寸为40-60微米的低空气入口值陶瓷扁平过滤器。

大坝坝基岩层、构筑物大体积混凝土、构筑物地基土、复垦土等内部孔隙或裂缝中渗出的水,通过过滤器对隔膜施加压力。

一个锁定螺母将过滤器固定在合适的位置。为了在安装前用脱气水填充过滤器后面的空腔,并使过滤器充满水,使用弯嘴钳拆卸并重新安装锁定螺母。

根据应用程序的不同,过滤器具有不同的孔隙度和空气入口值。从线圈磁铁的引线端接在玻璃和金属密封上,密封整体焊接到压力表的不锈钢体上。

红色和黑色标记的两个引脚连接到线圈磁铁上。另外两个引脚连接到热敏电阻上。提供用于连接的电缆接头壳体和电缆压盖。通常情况下,压力计是不附任何电缆的。用合适的电缆进行所需长度的电缆接头,在现场可以很容易地完成。

EPP-30V / 1不锈钢VW传感器

振动线和线圈磁铁组件是封闭在耐腐蚀不锈钢体,并通过电子束焊接到膜片。

金属/陶瓷过滤器

提供40微米孔隙率的低空气入口值陶瓷过滤器。锁定螺母通过合适的' O '形环将过滤器固定在合适的位置。其他类型的过滤器可作为选项提供。

EPP-30V/3电缆接头外壳

从线圈磁铁的引线端接在玻璃到金属密封上,密封是电子束焊接到孔隙压力计的不锈钢体上。两个标有红色和黑色的引脚连接到线圈磁铁上。为电缆连接提供电缆接头外壳和合适的电缆压盖。

型号EPP-40V振动细线压计

epp-40v-piezometer
的Encardio-rite模型EPP-40V压强计因其长期稳定而闻名。这是通过以下方式实现的:

  • 老化压力和热循环
  • 独特的夹线方法
  • 通过电子束焊接在传感器内部产生约1/1000托的真空。这导致氧化,水分,环境条件和完全消除的任何进入的影响。

振动丝压力传感胶囊是在高真空下密封的。胶囊和线圈磁体组件容纳在不锈钢体中。
从线圈磁铁的引线端接在玻璃和金属密封上,金属密封是电子束焊接到压力表的不锈钢体上。为电缆连接提供电缆接头外壳和合适的电缆压盖。传感器也可以提供所需长度的电缆附加。
压力传感器是单独的温度补偿,使得对温度校正的热敏电阻的要求是多余的。然而,提供了一个热敏电阻来监测温度。

模型EPP-60V振动电线低压压力计

epp-60v-piezometer
的Encardio-rite型号EPP-60V振动线低量程压计是专门用来测量低水压和钻孔水位的。
它为地下水位、地下压力及其随时间变化提供了重要的定量资料。
适当的水位评估有助于监测施工后的行为,并指出可能对结构及其基础的稳定性产生不利影响的潜在危险条件。
为设计改进提供基础数据,促进设计和施工更安全、更经济。
有两种变体:

  • 带排气电缆的压力表压力传感器,用于最大静压头(水压计位置上方的水位高度)小于传感器膜片上方7米的应用ayx坦克世界场合。
  • 20米范围的绝对压力传感器,它是电子束焊接和非通风电缆。

压力表压力传感器(带排气电缆)

Gauge-pressure-sensor

胶囊和线圈磁铁组件被安置在不锈钢体中,在玻璃到金属密封上有两个小开口。

带有范围7米的传感器配有所需的排气管电缆所需的长度。

这种屏蔽电缆有两个通风管贯穿其中,将传感器内部与外部大气连接起来,从而确保传感器读数不受气压变化的影响。

电缆中的通气管的开口端终止于水分阱组件,该腔室组件包括在钻孔顶部的接线盒和干燥剂室,从而防止任何水分迁移到通气管或传感器中。

绝对压力传感器(带EBW)

振动丝压力传感胶囊是在高真空下密封的。胶囊和线圈磁体组件容纳在不锈钢体中。

从线圈磁铁的引线端接在玻璃和金属密封上,金属密封是电子束焊接到压力表的不锈钢体上。

为电缆连接提供电缆接头外壳和合适的电缆压盖。传感器也可以提供所需长度的电缆附加。

型号EPP-60V压力计是单独的温度补偿,使温度校正的热敏电阻的要求冗余。

然而,提供了一个热敏电阻来监测温度。

型号EPU-20V/EPU-20G振动线提升压力系统

epu-20g

隆起压力测量系统用于监测大坝、隧道及其他地下工程堤防基础的水扬压力和混凝土结构的稳定性。

它为研究水的抬升压力的大小、分布及其随时间的变化提供了重要的定量资料。它还提供了渗流模式,潜在管道区域和采取的防渗措施的有效性。

隆起压力测量装置由穿孔/非穿孔管组成的50mm直径的足够强度。管道插入基础的钻孔中,从仪表库到所需的深度。在廊中的管道的另一端连接隆起压力计或Bourdon压力表。

型号EPU-20V升压压力表

EPU-20V-Uplift-Pressure-Meter

模型EPU-20V该传感器集成了最新的振动线技术,可提供立管、井眼和堤防中的流体和/或水压的远程数字读数。

它类似于EPP-30V压电计,除了代替特殊滤波器,提供25 mm BSP适配器,用于管道连接。通过内部毛孔或岩层渗出水坝基础,质量混凝土/地基土壤的岩石渗透,陆地土壤土壤等。通过管道向上渗透到传感器上。

模型EPP-50V /振动线推压仪

EPP-50V-Vibrating-Wire-Push-In-Piezometer
的Encardio-rite型号EPP-50V推入式振动丝压计专为测量软土、粘土和填埋场中的孔隙水压力而设计。
EPP-50V cardio-rite型孔隙压力计通过以下方法确保长期稳定:

  • 压力和热循环
  • 独特的夹线方法
  • 通过电子束焊接在传感器内部产生约1/1000托的真空。这导致氧化,水分,环境条件和任何进入的水被消除的影响。

振动丝压力传感胶囊是在高真空下密封的。胶囊和线圈磁体组件容纳在不锈钢体中。EPP-50V振动线推入压阻计的模型在一端和另一端的钻杆螺纹(EW钻头或M28)具有尖锥。
当压计螺纹插入钻杆时,可以直接推入软土中。连接在压力计上的电缆穿过钻杆。必须监控压力表,以确保安装期间产生的压力不超过最大额定压力。
型号EPP-50V的压力表附带所需长度的电缆。该孔压计是单独的温度补偿,使得对温度校正的热敏电阻的要求成为多余。然而,提供了一个热敏电阻来监测温度。

EPP-50V/1不锈钢传感器

振动线和线圈磁铁组件是封闭在耐腐蚀不锈钢体,是电子束焊接到隔膜。

EPP-50V / 2金属过滤器

提供了40微米孔隙度的低进气值不锈钢过滤器。高空气进入过滤器也可作为一种选择。

滤光片可以拿出来使其饱和。锁定螺母通过合适的' O '形环将过滤器固定在合适的位置。

|阅读更多:有哪些不同类型的气压计?|

最常见的气压计问题

如何在钻孔/基础中安装压力计?

在钻孔中安装压力计是用完全灌浆的方法进行的。

使用传统方法在井中安装多个压力计,包括在压力计周围放置砂袋、膨润土密封和灌浆柱,以在不同的水平将压力计分开,这是缓慢和复杂的。

它还会造成气压计之间意外通信的风险。全注浆法快速、简便,具有良好的层间隔离效果。

振动丝式压力计是实现这种方法的首选电子压力计,因为它只需要很少的水体积来记录孔隙水压力的变化,因此响应时间很快。

Fully-Grouted-Installation

图2:完全灌浆安装

如何在地球和岩石填充水坝中安装压力计?

在土石坝中,在选定的不同断面高程处安装若干压力计或其他传感器,如下图所示:

piezometer-installation-in-dam

如何在混凝土大坝中安装压电计?

由于混凝土大坝中有通道通道,传感器的电缆首先被路由到通道。这些电缆可以在廊道内的接线盒中接线。然后,在读数单元或数据记录器的帮助下,可以从接线盒中获取或记录来自各种传感器的数据。

或者,如果需要,来自接线盒的信号可以通过多芯电缆传送到大坝结构外的任何观察室。

如何在软土中安装气压计?

对于软土安装,推荐使用Encardio rite型EPP-50V推入式压力计。它不需要任何复杂的灌浆密封下面和上面的压力计需要其他型号的压力计。

EPP-50V具有一个坚硬的锥形尖端,可以将压力计从地面或钻孔底部推入所需深度。

振动丝式压力计能测量负孔隙水压力吗?

振动丝式压力计是唯一可以测量负孔隙压力的设备,因为它能显示绝对压力。

Encardio-Rite的振动线压计配备了高空气入口多孔过滤器,以清除压计内部的空气,从而使读数准确。

气压计在哪里使用?

气压计有以下用途:

  • 土坝、堤防、地基、浅层地下工程和地表开挖工程的施工控制、稳定性调查和监测。
  • 地基、路堤、桥台和填方的隆起和孔隙压力梯度。
  • 水文调查、地下水压力研究和供水作业。
  • 孔隙压力研究与废物和环境应用的关系。ayx坦克世界
  • 孔压监测用于土壤改良和稳定性及边坡稳定性
  • 在沿海人口密集地区开垦土地,以兴建公路、多层建筑物、港口信托或康乐设施。

这需要大量的仪器来测量水平位移、垂直运动和孔隙压力。

  • 在沿海地区,必须确定和执行一项克服盐度问题的战略,并增加社区对寻找和执行解决办法的了解和参与。
  • 在许多沿海地区,偶尔也有内陆地区,存在这样一种危险:从钻孔中过度抽水会导致咸水取代含水层中的淡水。一旦发生这种盐水入侵,就很难消除这个问题。通常,不得不放弃钻孔和寻找其他水源,通常代价很高。含水层可能很复杂,包括几个不同深度的盐水层。这种层位可以通过多层压力计和水样采样系统以及钻孔中的电导率/流量测井来检测。

气压计的局限性是什么?

  • 从腐蚀的角度来看,在盐水中使用传感器是最困难的应用之一。ayx坦克世界如果使用压力计进行这种应用,则应非常小心地进行腐蚀保护。ayx坦克世界这是一个棘手的应用,必须采取预防措施来保护传感器的身体和隔膜。
  • 它不能测量气体或真空的压力。气压计只适合测量液体压力。

这都是关于气压计的,我们希望你发现这个指南很有帮助。如果你有任何疑问或问题,请在下面的评论部分告诉我们。

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