ADM系列 陣列位移計(柔性測斜儀)
實時三維監(jiān)測系統(tǒng)
一、系統(tǒng)介紹
華思測控ADM系列陣列位移計實時三維監(jiān)測系統(tǒng)集陣列位移計、數(shù)據(jù)采集設(shè)備、監(jiān)測云平臺于一體，系統(tǒng)可實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)實時采集、監(jiān)測成果分類規(guī)范化存儲、報警信息多樣化推送等功能。同時，系統(tǒng)可兼容不同廠家的各類監(jiān)測設(shè)備和傳感器。滿足大壩、邊坡、礦山、尾礦庫、隧道、基坑等多種自動化監(jiān)測 場景的應(yīng)用需求。
二、陣列位移計產(chǎn)品介紹
ADM系列陣列位移計是由高強度的陣列式固定長度測量單元組成，單元間使用能承受較大應(yīng)力與變形的柔性接頭進行連接，每節(jié)測量單元上均標(biāo)有X軸標(biāo)志線。
三、陣列位移計工作原理說明
ADM系列位移計工作原理是通過MEMS微機電系統(tǒng)測量重力加速度在不同軸向上的數(shù)據(jù)來計算出對應(yīng)軸與重力方向的角度，通過角度的變化計算對應(yīng)測量單元的位移量。
?每個測量單元安裝有三個加速度傳感器，通過測量傳感器的加速度值來計算出對應(yīng)軸與重力方向的夾角θ。
?通過計算出對應(yīng)軸與重力方向的夾角θ來計算對應(yīng)測量單元的位移量( d=L*Sinθ)。
?每個測量單元長度為L,則第i個測量單元在重力方向的坐標(biāo)系中對應(yīng)的坐標(biāo)長度為 d=L*Sinθi,對應(yīng)的第i個測量單元在整體坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為第1個測量單元到第i個測量單元的累加值D=∑L*Sinθi。
d：三維軸線中(X、Y、Z)單個測量單元相對基準(zhǔn)的變形值；
L： 單個測量單元的長度（ 0.3m 、0.5m、1m）；
θ：單個測量單元對應(yīng)軸與重力方向之間的夾角；
四、ADM 系列陣列位移計特點
采用MEMS微機電系統(tǒng)，通過高度集成地消除了軸系間的誤差，在-40℃～60℃之間采用溫區(qū)補償模型消除溫飄，保證了ADM數(shù)據(jù)采集的穩(wěn)定；在實驗環(huán)境中，該系列產(chǎn)品數(shù)據(jù)波動僅為0.01mm。
2.方向準(zhǔn)確/精度可靠
ADM系列陣列位移計出廠前，每個節(jié)點都采用高精度全自動標(biāo)定系統(tǒng)進行獨立標(biāo)定，組裝完成后再次整體標(biāo)定，保證了X、Y、Z方向的準(zhǔn)確，位移分辨率每節(jié)（ 500 mm ) 可達 0.005mm。
3.偏量修正/扭轉(zhuǎn)校正
偏量修正：陣列位移計初次安裝時，如測斜管已經(jīng)發(fā)生扭轉(zhuǎn)，可根據(jù)安裝時陣列位移計首節(jié)Mark線方向與待測變形方向的夾角進行修正，保證了監(jiān)測方向的準(zhǔn)確性。
扭轉(zhuǎn)校正：陣列位移計安裝完成后，在監(jiān)測過程中，如測斜管發(fā)生扭轉(zhuǎn)，可對由測斜管扭轉(zhuǎn)過程中帶動陣列位移計扭動產(chǎn)生的角度進行校正 ，保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性
4.在線傳輸/實時分析
ADM系列陣列位移計支持4G全網(wǎng)通、串口等多種通訊方式，安裝完成后接通電源、簡單設(shè)置，監(jiān)測數(shù)據(jù)便可實時采集、在線傳輸，采集頻率可達每秒1次，用戶可通過監(jiān)測云平臺實時分析并下載數(shù)據(jù)。
5.二次開發(fā)/平臺兼容
ADM系列陣列位移計協(xié)議開放，兼容性強，用戶可根據(jù)需求將陣列位移計連接到其它品牌數(shù)據(jù)采集器進行數(shù)據(jù)傳輸，也可以將陣列位移計的監(jiān)測數(shù)據(jù)回傳到其它監(jiān)測軟件進行查看。
6.分節(jié)設(shè)計/重復(fù)使用
ADM系列陣列位移計采用分節(jié)設(shè)計，用戶可根據(jù)不同的監(jiān)測項目需求現(xiàn)場組合，自由拼接陣列位移計長度，真正做到重復(fù)使用。
五、陣列位移計參數(shù)
指標(biāo) | ADMS | ADME | ADMX |
工作方式 | MEMS微機電加速度式 | ||
量測方向 | 3維度（X、Y、Z三向） | ||
角度分辨率 | 優(yōu)于±0.0003° （±1.08"） (±0.000005rad) | 優(yōu)于±0.001° （±3.6"） (±0.000018rad) | 優(yōu)于±0.0028° （±10"） (±0.00005rad) |
位移分辨率 | 優(yōu)于0.005mm@500mm | 優(yōu)于0.01mm@500mm | 優(yōu)于0.02mm@500mm |
系統(tǒng)穩(wěn)定性 | 優(yōu)于±0.5mm（32m） | 優(yōu)于±1.2mm（32m） | 優(yōu)于±2.0mm（32m） |
測量精度 | ±0.002° (0.0006%F.S.) (0.02mm@500mm) | ±0.005° (0.00014%F.S.) (0.05mm@500mm) | ±0.0012° (0.0003%F.S.) (0.01mm@500mm) |
溫度測量精度 | 優(yōu)于±0.2° | 優(yōu)于±0.3° | 優(yōu)于±0.8° |
抗扭轉(zhuǎn)校正精度 | 優(yōu)于±1° | 優(yōu)于±1.2° | 優(yōu)于±1.8° |
溫度記錄 | 實時溫度記錄（每節(jié)） | ||
采集頻率 | 常規(guī)1秒/次 | 常規(guī)1分鐘/次 | 常規(guī)10分鐘/次 |
電氣功耗 | DC12V 3.2A/節(jié)點 | ||
抗拉保證 | 550kgf | ||
防水保證 | 水下200mm（2MPa） | ||
工作環(huán)境 | -40~60°（濕度≤90%） | ||
直徑規(guī)格 | 18mm（主體），25mm（處） | ||
磁場干擾 | 沒有影響 | ||
電場干擾 | 沒有影響 | ||
形變軌跡 | 形變軌跡實時回放 | ||
長度規(guī)格 | 單節(jié)0.3米，0.5米或1米可選 | ||
節(jié)段連接處彎曲角度 | 180° | ||
重量 | 1kg/米 | ||
通訊電纜 | 標(biāo)準(zhǔn)5米 | ||
分節(jié)尺寸 | 20節(jié)、10節(jié)、5節(jié)、2節(jié)、1節(jié)（1米1節(jié)或0.5米1節(jié)） | ||
六、綜合采集器
華思測控綜合采集器具備數(shù)據(jù)采集、轉(zhuǎn)換、存儲、上傳功能；綜合采集器分兩個型號，分別是C1000和D200。C1000綜合采集器采用Linux系統(tǒng)，配合華思測控分線盒， 可同時接入多條陣列位移計的監(jiān)測數(shù)據(jù)。D200采用低功耗設(shè)計，在供電條件受限的環(huán)境下，能有效的延長監(jiān)測周期，提高自動化監(jiān)測效率。
C1000 D200
?綜合采集器參數(shù)
參數(shù)/型號 | C1000 | D200 |
供電方式 | DC 9 - 36 V | DC 9 - 36 V |
通信方式 | 4G全網(wǎng)通 （向下兼容3G、2G） | 4G全網(wǎng)通 （向下兼容3G、2G） |
功耗 | DC 12V 200mA | DC 12V 180mA （休眠DC 12V 1mA） |
日計時誤差 | ≤0.5秒/天 （云平臺每天凌晨校準(zhǔn)時間） | ≤0.5秒/天 （云平臺每天凌晨校準(zhǔn)時間） |
內(nèi)存 | 8G | 16M |
工作溫度 | -40°~ 80° | -40°~ 80° |
相對濕度 | ≤95%（@40°） | ≤95%（@40°） |
接口 | 電源接口/485接口/USB接口 DB接口/外接天線接口 | 電源接口/485接口/USB接口 DB接口/外接天線接口 |
系統(tǒng) | Linux | 無 |
狀態(tài)顯示 | LED燈 |
七、監(jiān)測預(yù)警云平臺
HS-Cloud實時三維監(jiān)測預(yù)警云平臺適用于邊坡滑移、隧道施工、 道路路基沉降、橋梁撓度、水利大壩沉降及側(cè)移、建筑施工等多種 實時監(jiān)測的項目, 監(jiān)測內(nèi)容主要涵蓋深部位移、表面位移、傾斜、 振動、水位、裂縫、軌跡、地表沉降、支撐應(yīng)力、視頻監(jiān)控等。云平臺具有監(jiān)測數(shù)據(jù)實時獲取、云端綜合處理、多樣化圖表展示、專業(yè)相關(guān)性分析、災(zāi)害預(yù)警、報表統(tǒng)計等功能，可同時管理多項目多設(shè)備，為用戶提供安全可靠、實時全面、及時有效的信息服務(wù)。
八、應(yīng)用場景
應(yīng)用場景：水工建筑物、邊坡、基坑等深層水平位移監(jiān)測。
應(yīng)用場景：路基沉降監(jiān)測、堆石壩沉降監(jiān)測等。
應(yīng)用場景：隧道、地下廠房等收斂監(jiān)測。
九、經(jīng)典案例/01（豎直安裝應(yīng)用）
?金麗溫鐵路青田縣下個寮滑坡體監(jiān)測
基本情況:金麗溫鐵路青田縣禎埠鄉(xiāng)下個寮山體滑坡體為全國現(xiàn)已查明的第六個特大型巖質(zhì)順層、整體錯落推移式老滑坡,前緣局部滑體推測為牽引式滑坡，滑體厚度20m~ 105m，滑坡體積約為1100萬立方。滑坡區(qū)次生構(gòu)造、節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體破碎，且滑體地質(zhì)條件復(fù)雜，滑坡危害程度為I級,若該滑坡體發(fā)生垮塌,將造成甌江斷流、金溫鐵路線被掩埋、上游村鎮(zhèn)被淹等災(zāi)害。 為實時了解滑坡體所處狀態(tài)，保障金麗溫鐵路的安全運行以及周邊人民的生命財產(chǎn)安全，并為搶險施工提供科學(xué)依據(jù)，該路段安全監(jiān)測單位 中鐵第四勘察設(shè)計院集團有限公司采用了ADM陣列位移計實時三維監(jiān)測系統(tǒng)對三個已有測斜孔進行自動化監(jiān)測及預(yù)警。
?重點監(jiān)測情況
2019年3月3日至2019年3月15日, 位于滑坡體前緣鐵路線路外側(cè)的深層水平位移自動化監(jiān)測點CX2-1和CX3- 2發(fā)生了持續(xù)性加速變形，12天累計變形量約50mm ;位于滑坡體區(qū)后緣的CX3- 5測斜孔累 計變形約10mm。我公司技術(shù)組對監(jiān)測數(shù)據(jù)深度分析和綜合研究后，初步認定滑坡體內(nèi)部滑帶斷層正處于加速滑動失穩(wěn)狀態(tài)。我公司時間及時準(zhǔn)確將該情況上報了鐵四院現(xiàn)場監(jiān)測項目部，為后期滑坡體的綜合整治施工提供了科學(xué)有效的數(shù)據(jù)支持。
經(jīng)典案例 / 02（水平安裝應(yīng)用）
?中交四航局北海港泊位碼頭拋石施工沉管沉降監(jiān)測
中交四航局北海港鐵山港東港區(qū)欖根作業(yè)區(qū)1-2號泊位工程項目，采用華思測控陣列位移計實時三維監(jiān)測系統(tǒng)進行拋石施工沉管沉降監(jiān)測，及時地為施工期安全監(jiān)測提供了有效的數(shù)據(jù)支持。
經(jīng)典案例 / 03 （環(huán)形安裝應(yīng)用）
?廈門第二西通道健康監(jiān)測項目收斂監(jiān)測
廈門第二西通道，即海滄海底隧道，是福建省最長的海底隧道項目，該項目全長約7.1公里，其中，隧道長約6335米，隧道 凈寬2×13.75米。該項目采用華思測控陣列位移計實時三維監(jiān)測系統(tǒng)對多個隧道斷面進行收斂監(jiān)測，為施工期和運維期的安全監(jiān)測提供了有效的數(shù)據(jù)支持。
十、應(yīng)用證明
十一、合作單位（排名不分先后）
南水北調(diào)中線干線工程建設(shè)管理局 |
中國水利水電科學(xué)研究院 |
長江勘測規(guī)劃設(shè)計研究有限責(zé)任公司 |
中水東北勘測設(shè)計研究有限責(zé)任公司 |
中國電建集團昆明勘測設(shè)計研究院有限公司 |
長江空間信息技術(shù)工程有限公司(武漢) |
南京水利科學(xué)研究院 |
上海勘察設(shè)計研究院（集團）有限公司 |
中鐵勘察設(shè)計院集團有限公司 |
中鐵第四勘察設(shè)計院集團有限公司 |
中鐵第五勘察設(shè)計院集團有限公司 |
中科院武漢巖土力學(xué)研究所 |
廣州地鐵設(shè)計研究院股份有限公司 |
廣東省建筑科學(xué)研究院集團股份有限公司 |
廈門路橋建設(shè)集團有限公司 |
中交第四航務(wù)工程局有限公司 |
華南理工大學(xué) |
武漢大學(xué) |
溫州大學(xué) |
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