Documentação técnica do sensor de pressão do solo

1. Visão geral

Sensores de pressão do solo são usados ​​para medir o soloPressão corporalInstrumentos dedicados para fornecer suporte a dados de pressão na monitorização geográfica. Este documento descreve seus princípios básicos, classificações, aplicações e pontos de uso.

2. Princípio de medição

Sensor de pressão do soloPressão corporalConvertido em sinais elétricos mensuráveis, os tipos comuns de tecnologia incluem:

Sensores de resistência à pressãoOs valores de resistência são alterados após a deformação ou o material semicondutor é forçado a emitir um sinal de tensão através do circuito de ponte de Whiston. A estrutura é relativamente simples, mas mais sensível à temperatura.

Tipo de corda vibratóriasensorAs cordas de aço mudam de tensão sob a pressão, resultando em mudanças de frequência inerentes. Através da forçaVibraçãobobinaE recolher.A bobina mede a frequência e calcula o valor da pressão. A capacidade anti-interferência é forte e adequada para monitoramento a longo prazo.

Sensores capacitivosA pressão faz com que o espaço da placa polar capacitiva mude, causando mudanças na capacidade. É mais sensível, mas mais afetado pela umidade ambiental.

Sensores de fibra ópticaCom base na tecnologia de fibra óptica Prague Grid (FBG), a pressão faz com que o ciclo do grid mude e as ondas refletidasLonga ocorrênciaDeslocação. Tem características como interferência eletromagnética e medição distribuível, mas com custos mais elevados.

3. Classificação de produtos

Pressômetro de solo enterrado

1. Enterrado dentro do solo para medir a própria pressão do solo

2. Geralmente usado em construções de estradas, barragens e outros

3. Consideração do impacto perturbador do processo de instalação no solo

Pressômetro de solo de contato

1. Instalação em contacto com a estrutura e o solo

2. Para monitoramento de forças de estruturas como paredes, revestimentos e outros

3. Os resultados da medição são afetados pelo estado da superfície de contato

Micro-medidor de pressão do solo

1. Tamanho menor, principalmente para testes internos

2. Não adequado para monitoramento a longo prazo no campo

4. Área de aplicação

Os sensores de pressão do solo têm aplicações práticas nos seguintes projetos:

Monitorar a pressão do solo sob a estrutura de cerco durante a construção de apoio ao poço; Medição da pressão de revestimento em túneis e obras subterrâneas; Avaliação da estabilidade do solo em projetos de inclinação da estrada; Monitoramento da pressão no corpo da barragem e no fundo da barragem; A pressão lateral do solo é medida na base do pilar da ponte.

O efeito específico da aplicação depende de vários fatores como as condições geológicas de engenharia, a seleção de sensores e a qualidade da instalação.

5. Indicadores técnicos

Alcance de medição: 0.1~10 MPa, Escolha de acordo com o nível de pressão real

Precisão da mediçãoNormalmente ± 0,5% ~ ± 2% FS, afetado pelo processo de fabricação e condições ambientais

Faixa de temperatura-20 ℃ ~ + 80 ℃ (tipo convencional), modelos especiais extensíveis

Método de saídaQuantidade analógica (4-20mA/0-5V) ou digital (RS485/Modbus, etc.)

Nível de proteçãoIP67 ou IP68 para atender aos requisitos de enterro em campo

Estabilidade a longo prazoA deriva anual geralmente está na faixa de ±1% ~ ±3% FS

6. Requisitos de instalação

Instalação embutida

1. O tamanho da escavação deve ser maior do que a forma do sensor e o material de recheio deve ser semelhante ao solo original

2. A superfície de tensão do sensor deve ser vertical à direção da tensão principal

3. Preenchimento em camadas para evitar a concentração de tensão local ou aérea

4. Os cabos devem ter margens adequadas e ser protegidos contra a água

Instalação por contato

1． A superfície de contato deve ser plana e limpa, quando necessário, usando uma camada fina de morteiro

2． O modo fixo é necessário para garantir que o sensor não desliza ou cai

3． Evite pontos de contato para garantir a força uniforme

Observações gerais

1． Proteção contra choques, sobrecarga ou danos ao cabo durante a construção

2． Registre a localização da instalação, direção, número, etc.

3． Registro de leitura inicial após a instalação

Calibração e manutenção

Calibração de fábricaO fabricante deve fornecer um certificado de calibração que inclua parâmetros como alcance, precisão e fatores de temperatura. Verificar a validade da calibração antes da utilização.

Inspeção no localVerifique se as leituras de ponto zero são razoáveis ​​após a instalação; Verificar regularmente a continuidade dos dados e tendências; Compara a consistência dos dados de vários sensores da mesma seção.

Perguntas frequentes

1. Flutuações anormais nas leituras podem ocorrer devido a mau contacto, entrada de água ou danos ao cabo

2. longo prazo zeroProvavelmente.Relacionado com mudanças de temperatura e envelhecimento do material

3. Concentração de estresse local pode levar a leituras elevadas

8. Interpretação dos dados

Os dados de monitoramento da pressão do solo são afetados por vários fatores:

Deshomogeneidade do solo resulta em grandes diferenças de pontuação vizinha; Distúrbios na construção, chuvas, mudanças de temperatura e outros causam flutuações de pressão; Representatividade da medição do efeito do tamanho do sensor e do impacto da qualidade da instalação; A deformação estrutural altera a distribuição da pressão na superfície de contato.

Portanto, a análise de dados deve combinar o julgamento prático e abrangente da engenharia, e não deve confiar apenas no tamanho numérico para chegar a conclusões. Se necessário, verifique-se mutuamente com outros meios de monitoramento (por exemplo, deslocamento, deformação, etc.).

9. Limitações

Os sensores de pressão do solo têm as seguintes limitações:

1. A medição é a pressão do ponto local e pode não representar a situação geral.

2. A perturbação do solo no processo de enterro é difícil de eliminar limpo

3. Diferenças na rigidez do sensor e no terreno podem levar à concentração de tensão

4. Pode ocorrer envelhecimento como deslizamento, corrosão e outros fenômenos durante o enterro a longo prazo

5. Resposta limitada para carregamento rápido dinâmico

Portanto, o projeto do programa de monitoramento requer um ponto de distribuição razoável e a aplicação de dados deve ser julgada com cuidado.