一種便攜式孔內自動轉向測斜儀
一種便攜式孔內自動轉向測斜儀
武漢基深測斜儀有限公司劉華（高工）
一、目前國內外基坑測斜儀現狀
目前國內外基坑測斜主要方法是：1、人工測量；2、固定測斜儀；3、柔性測斜儀；4、雙傳感器測斜；5、自動孔口轉向測斜儀；6、自動孔內轉向測斜儀；7、便攜式孔內自動轉向測斜儀。
二、各類測斜儀的優缺點對比
其優缺點如下：（以10米孔深為例）
1、人工測斜優點：可以讀取20個正向數據，20個反向，重復性好；
缺點：數據受測量人員因素影響較大，勞動工作強度大，人工成本高。
2、固定測斜儀優點：自動化程度高，不需要人到現場；
缺點：最多只能讀取正向10個數據，沒有反向數據，維修不方便，成本高。
3、柔性測斜儀優點：結構簡單，可以連續把傳感器布設在各種地形，自動化程度高；
缺點：只能測到10個正向數據，沒有反向數據，不能消除零漂和系統誤差，數據重復性準確性不高，工程成本高，不便于維修。
4、雙傳感器測斜儀優點：只需上下測量一遍；
缺點：系統誤差不能消除，芯片的零漂是隨機數據，不可能計算機軟件消除。
5、自動孔口轉向測斜儀優點：可以測量40個數據，自動化程度高；
缺點：孔口轉向裝置復雜，笨重不便于移動測量，當孔口發生變化位移時時對孔困難，容易卡住。
6、孔內轉向測斜儀優點：只需上下測量一遍，儀器從孔口開始測到孔底，傳感器自動轉向，再從孔底測到孔口，減少測量時間40%，電纜滑輪磨損率減少50%；
缺點：需要人工測量。
7、便攜式孔內自動轉向測斜儀優點：不需要人工提拉電纜減少勞動強度，一個人可以操作2-3套設備，減少人工成本，對測量人員素質要求降低，只需要把儀器放到孔口，發一個指令，儀器全自動完成測量，碰到孔內不好的情況，人工智能軟件會模擬人工方法試著通過卡點。數據自動接入平臺，人工完全不能參與數據。整個工作過程完全模擬人工測量；
缺點：對孔的要求要高于人工測量，非常卡的孔不能測。
三、國內外測斜儀對照表
人工對照表
自動測斜儀對照表
四、便攜式自動孔內轉向測斜儀簡介
CX-3GL 便攜式自動孔口轉向專利測斜儀
該儀器采用孔內自動轉向專利探頭和步進電機數控專利技術，結合深度數控編碼傳感器測量深度，能夠自動測量正向20個數據，傳感器在孔內自動轉向測量反向20個數據，自動接入平臺，碰到卡孔的地方，智能軟件模擬人工測量方法，償試通過卡點。深度測量精度優于人工測量精度，數據重復性準確性都高于人工測量。
測量時間基本上接近人工測量，現場一個人可以操作2—3套儀器，對操作人員素質要求不高，只要把儀器放入孔口，在APP上操作幾條指令儀器就自動完成全部測量工作，大大減輕了測量人員的勞動強度和減少現場測量人員。
由于是計算機控制下放電纜，避免了人工快速下放電纜造成的電纜劃破的可能性，提高了電纜使用年限。數控編碼技術控制深度其精度優于人工用記號控制的深度。
五、人工測斜儀對照自動轉向測斜儀數據表
人工測斜儀對照自動轉向測斜儀數據表 | ||
1 | 自動轉向測斜儀原始數據 | 人工測斜儀原始數據 |
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2 | 自動轉向測斜儀日報表 | 人工測斜儀日報表 |
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3 | 自動轉向測斜儀日報表曲線圖 | 人工測斜儀日報表曲線圖 |
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六、人工測斜儀對照便攜式自動孔內轉測斜儀數據表
人工測斜儀對照便攜式自動孔內轉測斜儀數據表 | ||
1 | 便攜式自動孔內轉測斜儀原始數據 | 人工測斜儀原始數據 |
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2 | 便攜式自動孔內轉測斜儀日報表 | 人工測斜儀日報表 |
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3 | 便攜式自動孔內轉測斜儀日報表曲線圖 | 人工測斜儀日報表曲線圖 |
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七、人工測斜儀，柔性測斜儀，自動轉向測斜儀，便攜式自動孔內轉向測斜儀，數據分析。
綜上所述，3款測斜儀測量出來的數據，對于1個10米的標準測斜孔來說，所測量出來的位移數據基本一致。所以我們肯定，自動轉向測斜儀、便攜式自動孔內轉向測斜儀的精度完全可以達到傳統人工測斜儀的精度。相反，對于長期測量來說，線纜的變形，人工操作產生的誤差等不可避免的因素，導致人工測斜儀測量出來的數據比便攜式自動孔內轉向測斜儀測量出來的數據要差。
八、便攜式自動轉向測斜儀與國內自動測斜儀對比
國內一般采用孔外轉向，其優點是實現了自動轉向，缺點是，體積大，重，便攜式不方便，當孔口變形位置發生變化時對孔不準確。
深度系統對比
國內采用直流電機加剎車片方法，精度不能保證1MM，基深采用進口數控編碼盤技術保證深度精度1MM。保證了數據的重復性準確性。
九、國內外目前測斜儀領域存在的問題和錯誤概念。
?沒有反向測量數據的問題
固定測斜儀，柔性固定測斜儀，都沒有反向測量數據。沒有反向測量數據就無法消除零漂和系統誤差。
零漂的原因主要是計算機芯片內部的硬件問題，如晶體管振蕩器和溫度補償等，這些因素都可能對計算機的時鐘起著一定的影響，從而影響到數據的采集精度。
任何元件參數的變化，都將造成輸出電壓漂移，實踐證明，溫度變化是產生零漂的主要原因，也是最難克服的因素，這是由于半導體元器件的導電性對溫度非常敏感，而溫度又很難恒定，最后導致輸出電壓發生漂移。
由于上述原因，基坑測量必須測量正反向值來抵消零漂的影響，柔性測斜儀沒有測量反向數據，因此零漂是不能消除的，零漂是一個隨機參數，計算機軟件是不可能消除隨機誤差的。
?如果采用雙芯片
因為每個芯片的零漂不是一個確定值，正負大小是不確定的，根本無法保證兩個芯片同時增大或者減小，且變化值也相同。
有觀點認為，選擇二個零漂參數相反的芯片相互抵消補償，這是沒有任何理論依據的。實際操作也如同大海撈針，因此都是偽命題，這也正是為什么，常規測量儀器經緯儀，水準儀都必須測正反值。
?孔口轉向問題
孔口轉向是利用機械系統帶動地面一段測斜管轉動180度，完成探頭轉向工作，這種方法可以實現自動轉向，但是體積大，重，不便于移動測量，現場的測斜管口千差萬別，轉動系統很難對準孔口，當孔口發生變化時對準更加困難。
?深度計數問題
人工測量是靠電纜上的0.5米一個記號作為標注，當電纜拉長或形變時，記號產生很大的誤差，導致數據重復性不好。目前的自動測斜儀采用直流電機加剎車片方式，這種方式控制精度誤差大，很難達到1MM的精度，因此數據重復性準確性都得不到規范要求。
十、測斜儀發展方向。
無人看守全自動測斜儀是基坑測斜的發展方向。
CX—3GL 便攜式自動孔內轉向測斜儀，配上太陽能電源，加上遠程APP控制，加上防水防曬裝置就是一款全自動無人看守的測斜儀。這是未來實現基深全自動監測的發展方向。
