灌浆自动记录仪在灌浆施工中的应用与维护（一）

1. 概述

灌浆自动记录仪是利用单片机技术结合传感器技术研制开发的自动记录灌浆施工过程参数的测量、控制电子仪器设备。能对流量、压力、水灰比三参数进行实时测控。国内自上世纪80年代开始研制，90年代初开始推广应用。近年来，随着电子技术和灌浆技术的发展，灌浆自动记录仪的各项性能有了很大程度提高，功能也逐渐完善，从而进一步地提高了灌浆施工过程控制的自动化程度。

2. 仪器简介

2.1  组件

灌浆自动记录仪主要由主机、流量计、压力传感器、水灰比传感器、稳压电源、数据存储器、通讯及资料管理软件等部分组成。

2.2  工作流程

在灌浆过程中，灌浆流量、灌浆压力和浆液浓度等灌浆过程数据分别经流量计、压力传感器和水灰比传感器转换成电信号，送入主机内处理，主机内CPU控制显示器和打印机按设定的格式显示和打印灌浆时间、压力、流量及累计灌入量、浆液浓度等被测量数据和设定的工作参数，并在灌浆结束时将灌浆过程中被测量数据随时间而变化的过程曲线描绘在打印机记录纸上。

2.3  工作原理及技术指标

2.3.1  压力传感器（压力变送器）

通常采用压阻式弹性敏感元件安装于回浆管路上，压力变量通过油水隔离器传递至传感器上被转换成应变电信号，经放大后由信号线传送到主机，再由主机进行采集处理转换成压力并显示、记录。测量范围0～10MPa，精度 15%满量程。

2.3.2  流量计

通常采用电磁流量计，其测量原理基于法拉第电磁感应定律。当浆液流经流量计的测量段管路时切割电磁场，在一对金属电极上产生感应电压，经过放大传送到主机，由主机进行采集处理转换成流量，并显示、记录。测量范围0～150L/min，精度10%。

2.3.3  水灰比传感器（比重计）

常用的水灰比传感器有核子式、压差式和浮子式。现有的核子式水灰比传感器可以满足使用要求，但在一定范围内对人体有辐射作用，且不便保存，不易被施工人员接受，一般没有使用。使用较多的是压差式液面传感器，压差式液面传感器安装在特制的回浆桶的底端侧面，回浆从回浆桶底部流入，从回浆桶顶部溢出流回搅拌桶。压差式传感器利用固定高度液体比重与压力成正比的关系（即P=ρh），推算液面比重。所以压差式液面传感器实际上就是一种可测微小压力的压力传感器，当回浆充填满回浆桶，浆液压力传递至传感器上被转换成应变电信号，放大后由信号线传送到主机，再由主机采集处理转换成比重，并显示、记录。测量范围0.9～2.5g/cm3，精度 5%FS。

2.4 功能特点

国内使用的新型灌浆自动记录仪一般具有以下功能特点：

(1) 用于基础处理工程的压水、灌浆过程记录，一般可进行普通灌浆，GIN法灌浆、压水试验记录，仪器与压力传感器、流量计和密度计配套使用能侧记灌浆压力、流量和比重三参数。

(2) 主机形式是集计算机、传感器接口、打印、绘图功能于一体，密封式机箱、掉电保护功能、液晶显示，具有压力、流量和比重三参数在线动态监测、记录和分析功能。

(3) 测量信号的拾取采用国际先进的传感器技术测记参数，测量精度高。

(4) 通过主机内的通讯口可将主机内存资料传输给微机，便于原始资料的收集及统计分析。

3. 安装

灌浆自动记录仪的安装根据浆液循环方式、被测参数、及流量计放置位置的不同分为多种方式，其中常用的是二参数小循环方式和三参数大循环方式，其安装示意图如图1、图2： 安装完成后，应由专业技术人员负责调试工作，在将各被测参数的误差调至最小或允许范围内后方可使用。

4. 检定

灌浆自动记录仪是灌浆施工过程测控的关键设备，为确保其测量的精度及准确度，必须定期进行检定与校验。仪器的检定分为周期检定和非周期检定。

4.1 周期检定

根据周期的长短可分为年度率定和周期校验。年度率定需由具有法定资质的计量检测机构进行。周期校验可由使用单位专业技术人员协同现场设备监理进行，根据实际使用情况可每1～2周进行一次。  

4.2 非周期检定

对有以下情况的仪器需由专业技术人员进行检定（校验）后方可投入正常使用：

（1）新安装（或启用封存）的灌浆自动记录仪；

（2）经维修后的灌浆自动记录仪；

（3）更换了流量计、压力计、水灰比传感器等主要组件的灌浆自动记录仪；