灌漿自動記錄儀在灌漿施工中的應用與維護

【摘 要】灌漿自動記錄儀是自動記錄灌漿施工過程參數的關鍵測控設備，加強維護工作能更客觀準確地測量、控制和記錄灌漿施工過程。

【關鍵詞】 灌漿自動記錄儀;灌漿施工;應用;維護

Infuse syrup auto record instrument is infuse syrup under construction of application and maintenance

Qu Wei-guo，Tong Yao

(Gezhoubai group foundation limited company Yichang Hubei 443002)

【Abstract】Infuse syrup auto record instrument is auto record infuse syrup construction process parameter of the key measure to control an equipments and strengthen maintenance work ability more objective accurately the measure， control and record infuse syrup construction process.

【Key words】Infuse syrup auto record instrument;Infuse syrup a construction;Application;Maintenance

1. 概述

灌漿自動記錄儀是利用單片機技術結合傳感器技術研制開發的自動記錄灌漿施工過程參數的測量、控制電子儀器設備。能對流量、壓力、水灰比三參數進行實時測控。國內自上世紀80年代開始研制，90年代初開始推廣應用。近年來，隨著電子技術和灌漿技術的發展，灌漿自動記錄儀的各項性能有了很大程度提高，功能也逐漸完善，從而進一步地提高了灌漿施工過程控制的自動化程度。

2. 儀器簡介

2.1 組件。

灌漿自動記錄儀主要由主機、流量計、壓力傳感器、水灰比傳感器、穩壓電源、數據存儲器、通訊及資料管理軟件等部分組成。

2.2 工作流程。

在灌漿過程中，灌漿流量、灌漿壓力和漿液濃度等灌漿過程數據分別經流量計、壓力傳感器和水灰比傳感器轉換成電信號，送入主機內處理，主機內CPU控制顯示器和打印機按設定的格式顯示和打印灌漿時間、壓力、流量及累計灌入量、漿液濃度等被測量數據和設定的工作參數，并在灌漿結束時將灌漿過程中被測量數據隨時間而變化的過程曲線描繪在打印機記錄紙上。

2.3 工作原理及技術指標。

2.3.1 壓力傳感器(壓力變送器)。

通常采用壓阻式彈性敏感元件安裝于回漿管路上，壓力變量通過油水隔離器傳遞至傳感器上被轉換成應變電信號，經放大后由信號線傳送到主機，再由主機進行采集處理轉換成壓力并顯示、記錄。測量范圍0～10MPa，精度 15%滿量程。

2.3.2 流量計。

通常采用電磁流量計，其測量原理基于法拉第電磁感應定律。當漿液流經流量計的測量段管路時切割電磁場，在一對金屬電極上產生感應電壓，經過放大傳送到主機，由主機進行采集處理轉換成流量，并顯示、記錄。測量范圍0～150L/min，精度10%。

2.3.3 水灰比傳感器(比重計)。

常用的水灰比傳感器有核子式、壓差式和浮子式。現有的核子式水灰比傳感器可以滿足使用要求，但在一定范圍內對人體有輻射作用，且不便保存，不易被施工人員接受，一般沒有使用。使用較多的是壓差式液面傳感器，壓差式液面傳感器安裝在特制的回漿桶的底端側面，回漿從回漿桶底部流入，從回漿桶頂部溢出流回攪拌桶。壓差式傳感器利用固定高度液體比重與壓力成正比的關系(即P=ρh)，推算液面比重。所以壓差式液面傳感器實際上就是一種可測微小壓力的壓力傳感器，當回漿充填滿回漿桶，漿液壓力傳遞至傳感器上被轉換成應變電信號，放大后由信號線傳送到主機，再由主機采集處理轉換成比重，并顯示、記錄。測量范圍0.9～2.0g/cm³，精度 5%FS。

2.4 功能特點。

國內使用的新型灌漿自動記錄儀一般具有以下功能特點:

(1) 用于基礎處理工程的壓水、灌漿過程記錄，一般可進行普通灌漿，GIN法灌漿、壓水試驗記錄，儀器與壓力傳感器、流量計和密度計配套使用能側記灌漿壓力、流量和比重三參數。

(2) 主機形式是集計算機、傳感器接口、打印、繪圖功能于一體，密封式機箱、掉電保護功能、液晶顯示，具有壓力、流量和比重三參數在線動態監測、記錄和分析功能。

(3) 測量信號的拾取采用國際先進的傳感器技術測記參數，測量精度高。

(4) 通過主機內的通訊口可將主機內存資料傳輸給微機，便于原始資料的收集及統計分析。

3. 安裝

灌漿自動記錄儀的安裝根據漿液循環方式、被測參數、及流量計放置位置的不同分為多種方式，其中常用的是二參數小循環方式和三參數大循環方式，其安裝示意圖如圖1、圖2: 安裝完成后，應由專業技術人員負責調試工作，在將各被測參數的誤差調至最小或允許范圍內后方可使用。

4. 檢定

灌漿自動記錄儀是灌漿施工過程測控的關鍵設備，為確保其測量的精度及準確度，必須定期進行檢定與校驗。儀器的檢定分為周期檢定和非周期檢定。

4 1 周期檢定。

根據周期的長短可分為年度率定和周期校驗。年度率定需由具有法定資質的計量檢測機構進行。周期校驗可由使用單位專業技術人員協同現場設備監理進行，根據實際使用情況可每1～2周進行一次。

4 2 非周期檢定。

對有以下情況的儀器需由專業技術人員進行檢定(校驗)后方可投入正常使用:(1) 新安裝(或啟用封存)的灌漿自動記錄儀;(2)經維修后的灌漿自動記錄儀;(3) 更換了流量計、壓力計、水灰比傳感器等主要組件的灌漿自動記錄儀。

5. 保養與維護

灌漿自動記錄儀是精密的高科技產品，對工作環境要求高，且長期工作于環境差的灌漿施工現場，對其正常運行造成一定影響，為了客觀準確地測量、控制和記錄灌漿施工過程，在對灌漿自動記錄儀進行改進和完善的同時，還必須加強儀器的保養與維護工作。

5.1 一般性保養和注意事項。

當灌漿自動記錄儀發生故障時，應由專業技術維修人員進行檢修。修復后須經校測合格方可使用，嚴禁使用人員拆卸，防止故障擴大。

5.1.1 主機。

(1) 主機在高溫下工作應保持良好的通風降溫，溫度高于40℃可能使主機工作不穩定。顯示器應避免高溫及陽光直射，否則影響工作穩定性及壽命;

(2) 避免非正常關機，強行在程序運行中關機，易丟失校測參數;

(3) 不要經常打開打印機蓋，防止異物、粉塵、水漿濺入主機，損壞主機及打印機的打印頭。主機不用時，應關上機蓋，長期不用時，應存放在溫度較低處;

(4) 廊道使用時，應視潮濕情況每1～2周更換一次主機箱內的干燥劑;

(5) 信號傳輸線使用時應懸空走線，避免壓、砸、拉斷信號線，禁止將其淹埋在水泥漿中。

5.1.2 流量計。

(1) 安裝時應注意流量計的安裝方向。流量計銘牌標示的流向箭頭與灌漿漿液實際通過流量計的流向一致;

(2) 流量計應用防水罩罩好，安裝時不要將流量計放在水中，在流量計的兩端加支撐，減小管道造成的震動;

(3) 流量計安裝優先選用垂直安裝，漿液流動方向為下進上出，確保測量管內充滿液體。在水平或傾斜安裝時，則兩電極的軸線必須處于水平位置;

(4) 流量計不應靠近鐵磁性物質，應盡量遠離強電磁場以減小因磁場干擾產生的測量誤差;

(5) 調壓閥不能緊連流量計，用于連接的直管段的長度應大于10×DN(測量管內直徑)，以免造成流體擾動，增加測量誤差;

(6) 流量計在露天使用時，應覆蓋遮陽物，避免陽光暴曬，溫度高于40℃可能使流量計工作不穩定;

(7) 灌漿結束后，應將流量計測量管內沖洗干凈，確保傳感器的電極不被沾污。搬運流量計時，應注意保護測量管內的襯里;

(8) 做好流量計防潮措施，若受潮可用電吹風吹干后在再將密封蓋蓋好。

5.1.3 壓力傳感器。

(1)壓力傳感器應安裝在具有良好隔離效果的油水隔離器上，經常檢查油水隔離器油腔是否漏油，油膜套是否損壞;

(2)防止壓力傳感器內腔堆積水泥結石，灌漿結束后應沖洗干凈管路;

(3)壓力計禁止浸泡在水中，并應做好防潮措施。

5.1.4 水灰比傳感器。

(1)采用壓差式液面傳感器時，使用前可在傳感器膜片上涂上薄薄一層黃油，便于清洗。灌漿結束后應及時沖洗回漿桶和傳感器膜片，不得用銳器刮戳傳感器膜片，以免損壞傳感器;

(2)采用核子式傳感器式，施工人員應注意避免射線污染，不使用時應及時關閉射線源開關。定期清洗過流管。

5.2 常見故障分析及處理。

5 2.1 熱敏打印機正常動作，但不打字。可能原因為:

(1)打印紙裝反了，需重新安裝打印紙;

(2)打印機打印頭損壞，更換即可。

5.2.2 流量計無信號輸出。可能原因為:

(1)流量計電源未加上，應檢查流量計保險及電源線是否有砸斷現象;

(2)信號線故障，應檢查信號線是否砸斷或短路;

(3)流量計轉換板出故障，更換即可。

5.2.3 流量值偏小。可能原因為:

(1)流量計主板零點偏負，調零即可;

(2)流量計測管內兩個不銹鋼電極上有水泥結塊，可拆下流量計法蘭盤，清理即可。

5.2.4 流量特別大。可能原因為:

(1)流量計管路中有水泥淤積堵塞，一般在流量計入口彎頭處，清除即可;

(2)流量計轉換板損壞或流量計測量管內有氣泡。

5.2.5 流量不穩定。可能原因為:

(1)流量計的進水或受潮，打開流量計密封蓋，將水和潮氣用電吹風吹干即可;

(2)流量計測管內電極受沾污。拆下流量計法蘭盤，清洗干凈電極即可;

(3)灌漿泵壓力及排量不穩。應維修灌漿泵。

5.2.6 壓力值偏小。可能原因為:

(1)壓力計油膜套破損、漏油，造成壓力傳遞損失。更換油膜套并加油即可;

(2)若誤差范圍在滿量程的10%以上，則傳感器和放大板故障。可換一套新傳感器及放大板;

(3)若誤差范圍在滿量程的10%以內，則壓力計放大板零點偏負。調零即可。

5.2.7 壓力無顯示。可能原因為:

(1)壓力計信號

線故障，檢查信號線是否砸斷或短路;

(2)壓力計傳感器損壞或轉換板故障。更換即可。

6. 結語

6.1 灌漿自動記錄儀的應用為加強灌漿過程控制提供了有效保障，是提高國內灌漿工藝水平，提高基礎處理質量的關鍵測控設備，適合于各種工作環境的灌漿施工作業。目前，已在三峽、水布埡等各類水電工程建設的基礎處理中廣泛應用，并取得了較好的使用效果。隨著灌漿自動記錄儀系統功能和性能的進一步改進和完善，它將會更加廣泛地應用于水工建筑物和工民建基礎工程灌漿施工中。

6.2 現在國內使用的灌漿自動記錄儀系統是將壓力傳感器安裝于回漿管路上監測壓力。若回漿通路一旦被堵塞，孔內壓力將驟升，此時壓力傳感器并不能真實反映孔內壓力，極易誤導操作，以致造成基巖或混凝土的抬動。近年來，國內外灌漿技術有很大的發展，自動化程度越來越高，建議在進漿管路上另外加裝一臺壓力傳感器，監測進漿壓力，灌漿自動記錄儀預留標準接口，可擴展使用多種傳感器對進漿壓力、抬動、溫度進行監測，實現對灌漿施工過程全方位的監控。

6.3 灌漿資料采用熱敏紙打印輸出，易受溫度和環境的影響，不利于灌漿資料的長期保存。建議灌漿資料采用普通打印紙打印輸出，并可以文件的格式保存到電腦和磁盤上，便于灌漿資料的長期保存和內業整理工作。

6.4 目前資料統計分析管理軟件尚未進入實用階段，建議對其進一步完善，提高其實用性，真正實現從現場檢測數據到基地內業成圖成表的全部自動完成，以大量減少內業資料整理的工作量，實現灌漿資料圖表的標準規范化。

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[文章編號]1619-2737(2010)04-13-67

[作者簡介]曲衛國(1975.2.19-)，男，1998年畢業于中國地質大學(武漢)地質專業，現職稱為工程師，現在進行水利水電施工建設。