灌浆记录仪

GMS2004灌浆数据自动采集及处理系统简介

GMS2004灌浆数据自动采集及处理系统，是运用电子计算机对灌浆施工过程的技术参数进行自动采集和记录，以及按设定程序对灌浆过程进行自动监控及对灌浆数据进行处理。是在J31、J31B型智能灌浆记录仪和GMS2004灌浆自动监测系统的基础上发展起来的，是由中国水利水电基础工程局小浪底工程项目经理部和西安交通大学、美国爱科美公司共同开发、研制的，是目前国内灌浆自动记录仪的更新换代产品。该系统将原产品的分别控制改为集中控制，操作人员从监视器上可直接监视数个灌浆过程，控制每一个灌浆过程按预定程式进行。系统性能更优越更可靠，便于集中控制和远程监测，是理想的灌浆监测设备。所有统计报表输出按规范要求，基本实现了无手工录入数据的过程。

GMS2004灌浆自动监测一体机系统是开发者利用高科技手段创新的结晶，是集中国内外同行的智慧。转换机对灌浆施工过程的技术参数自动进行采集和转换，并运用电子计算机对采集转换后的数据进行处理和记录，可同时监控8 套灌浆设备、64个（种）不同类型传感器，还可同时进行几种不同方法的灌浆，支持多台计算机采集的数据自动合并。在采集灌浆数据的同时可实时显示灌浆过程中的各种参数.、记录和曲线，并进行智能处理，使灌浆现场采集的数据自动生成各种曲线、报表和数据成果分析、图表等，省去了人工进行灌浆数据统计分析的烦恼，提高了报表的准确率。该软件是目前我国灌浆行业唯一实现采集与数据整理的软件。开发者将根据用户的需求，不断更新版本，力求达到用户满意。

1.仪器的特点

⑴本仪器采用国外军工技术将工业计算机、转换机、显示器、打印机、抗干扰电源有机地结合成一体，均为适应灌浆工程施工记录的特殊要求，应用高新技术专门开发研制的，因而，硬件高度集成，外观结构简单、轻便小巧，适应水利水电工地的流动性和频繁搬迁的需要；

⑵监测机具有多种显示和记录功能，液晶显示屏实时显示灌浆过程中每一时刻的灌浆压力、注入率以及累积注入灰量、注浆体积；还可显示出灌浆压力和时间、注入率和时间、单位注入量和时间、可灌性和注入水泥量、灌浆压力和注入灰量共六种曲线，并且可通过打印机输出这些数据和曲线。数据准确、图象清晰，便于阅读、分析和储存。适合于施工现场质控、内业资料整理等；

⑶记录时间间隔从1min开始无级调节，可任意设置，满足不同需求；

⑷计算机采样频率高，每50ms采样一次，不会遗漏极值(最大和最小压力、注入率)；

⑸经过国家认证的专门的计量机构检定，计量精度高，在注入率小于0.4L/min时仍具有良好的分辨率；

⑹监测机主机适应于流量传感器和压力传感器在灌浆管路中的多种接法，可用于各种灌浆方法、各种复杂地层。

⑺自行研制的高精度数据采集、转换机，数据误差率≤1%，并配有抗干扰精密电源，具有省电和适用于电压波动大、电磁干扰强的施工场地；

⑻具有良好的防潮、防湿、去潮、除湿、抗震动功能，适用于隧道中施工，以及长途运输等工况；

⑼该系统可以实现远距离监测。

⑽该系统共设八个通道，每个通道可同时采集：压力、流量、密度、抬动(位移)等四组不同的数据。

2.仪器的组成部分

GMS2004灌浆自动监测一体机系统结构分为一体机、变送器、多路显示器等三大部分。

各部分主要功能为：

⑴变送器 即压力传感器、流量传感器、密度传感器和抬动(位移)传感器，它们直接串联在灌浆管路中或测浆桶中或抬动架上，将灌浆浆液的压力、流量、密度和抬动信息转变为电信号送入转换机。

⑵多路显示器  现场实时显示灌浆过程中的压力、流量和密度，便于现场操作人员观看和控制灌浆过程中的压力、流量和密度。

⑶一体机  将变送器的电信号经过I/V、A/D转换后，在计算机的控制下完成数据采集、数字滤波、故障诊断、数据处理、通过监视器实时显示压力、流量、水灰比或密度和抬动信息及地层的可灌性，随时可调用，通过打印机打印出平均压力、最大压力、平均流量、累计注入浆量、累计每米注入浆量及灰量、GIN值等，可一次打印（窄行）出六种可灌性曲线，在外接标准型打印机后可打印各种宽行报表。

                                          图2仪器结构组成示意图

压力传感器1-8

流量传感器1-8

密度传感器1-8

64路I/V转换器

64路A/D转换器

工业控制机

精密稳压电源

监视器

打印输出设备

抬动传感器1-8

图1 GMS2004灌浆自动监测一体机

 

 

 

 

3.主要技术性能

⑴压力变送器

适应范围∶0～9.99Mpa(程序可根据硬件任意调整)

计量精度∶0.5%

⑵流量变送器

适应范围∶0～99.9L/min(程序可根据硬件任意调整)

适应压力∶不小于6Mpa，计量精度∶0～20L/min为0.2L/min

                                20～99.9L/min时为1%

⑶密度变送器：0～3 g/cm³  (程序可根据硬件任意调整)，精度：1%

⑷抬动观测变送器：0～2000mm  随意调整，精度：0.05%

⑸主机精度∶1%  工业型PⅢ800 ，内存128M  硬盘7200转速30GB  液晶显示12.1″

⑹数据采集频率∶20次/秒

⑺记录时间间隔∶从1min开始无级任意调节

⑻打印纸宽∶57mm(外挂打印机纸型为标准A3、A4纸)

⑼记录存储容量∶大于26GB(相当于150万张A4纸的记录)

⑽适用水灰比∶各种水灰比(包括膏体浆液)

⑾适用环境温度∶0～50℃

⑿环境湿度∶95%

⒀工作电源∶AC 50HZ 220V ±30%

⒁消耗功率∶150W

⒂与管路接口

压力传感器∶M20×1.5

流量传感器∶Φ25、Φ40法兰

密度传感器：Φ38(1.5＂)

⒃电缆∶

主机∶2×2.5mm² ；

数据传输线为4×1 mm²电缆

主机预留有：远程端口、以太网卡输出口、串口、并口、USB口各一个。

*根据用户要求，上述的结构和技术指标可以调整

 

4.原理概述

GMS2004监测机系统的核心部件是工业主控机。是一个专用64通道I/V、A/D数据采集和转换系统，灌浆压力和流量的输入电流信号(4～20mA)经电流/电压转换处理后,送到模数转换电路转变成数字信号。再经过光电隔离送到主控机内部总线,CPU对采集到的压力和流量信号经过数据处理后送显示、定时打印和数据存储。

G2004自动灌浆监控系统在实际灌浆中的连接原理示意图，见图3.

图3      G2004自动灌浆监控系统在实际灌浆中的连接原理示意图