測斜儀的工作原理

測斜儀的是通過儀器測量軸線與垂線之間的夾角變化量，根據測斜儀的長度和夾角變化量換算出水平方向的位移量，Δdi=∑L·sinθi。

實際應用時，測斜管通常安裝在穿過不穩定土層至下部穩定地層的垂直測斜孔內。通過測斜儀測量測斜管內不用深度的傾斜角度變化量，從測斜管底部開始逐米累加，可以得出不同深度的水平位移數據。

測斜儀的分類

測斜儀按傳感元件不同，可大概分為電阻式、振弦式及加速度計式三種。按測量方式和結構設計不同又可分為滑動式/導輪式測斜儀、固定式測斜儀、陣列式位移計、節段式位移計四種類型。

測斜儀的類型和區別

1）滑動式/導輪式測斜儀

滑動式測斜儀主要由測斜探頭、電纜和主機三部分組成。工程應用時，首先在土體 (樁體) 中預埋測斜管。通過人工提放測量探頭在經過每個測量深度時，在主機上讀取該深度的角度數據，從而換算出水平位移量。滑動式測斜儀的主要缺陷：

① 同一時間只能測量其中一個深度的數據；

② 同一時間只能測量一個軸向的數據，測量另一個軸向的數據需取出探頭后，把導論放到對應的導向槽內；

③ 人工提放讀數，不能實現自動化在線監測及預警；

④ 需把測量數據導出后再進行換算，整個測量周期較長。

固定式測斜儀

固定式測斜儀主要由帶導輪的測桿、連接鋼絲繩、觀測線纜3部分組成。工程應用時，可以通過鋼絲繩將多個測斜桿吊裝到側斜井內的不同深度位置，從而測量出每個測斜桿對應深度的位移數據。固定式測斜儀雖然解決了人工提放的問題，但仍然存在以下主要缺陷：

① 每段測斜桿都需要單獨拉一條線纜到井口，有限的測斜管無法放入較多線纜；

② 每個測斜井只能吊裝有限的幾個測斜桿，不能測出從測斜井的井底到井口整段連續的位移數據。

陣列式位移計

陣列式位移計在前兩代測斜儀的基礎上做了重大升級。每個測量單元內置MEMS微機電加速度測量單元系統，利用測量重力加速度在不同軸向上的數據計算出對應軸與重力方向的角度，通過角度的變化計算對應測量單元的位移量，可同時測量每個深度XYZ三軸的位移數據。但工程使用過程中仍然存在一些缺陷：

① 采用整體設計，出廠就需要安照測斜井的深度定制長度；

② 由于需要定制長度，導致交貨周期相對較長；

③ 出廠就做成一個不可拆卸的整體，并纏繞在木架上，不用大型機械很難搬運；

④ 當某段測量單元出現問題時，需要把整體搬運回廠家檢修，維護成本非常高；

⑤ 由于出廠就根據井深定制了長度，不能在下一個不同井深的項目中重復使用，整體使用成本較高。

節段式位移計

節段式位移計作為新一代三維位移監測儀器，采用單節段自由拼接總長度的連接方式設計，解決了滑動式測斜儀不能自動化監測、固定式測斜儀數據不連續、陣列位移計不能根據孔深靈活拼接為任意長度等缺陷。具有以下主要特點：

① 自動化在線監測預警：將井口的485總線接入安銳測控云平臺系統即可實現自動化監測預警。

② 方便搬運：采用分段自由拼接式設計，出廠時每個節段為獨立的個體，可分批帶到現場后再根據測斜井總深度自由組裝成一個整體。

③ 方便維護：當某個節段發生故障時，將有故障的節段寄修，或更換有故障的節段即可；不用將整體打包發回廠家維修。

④ 重復使用：節段式位移計采用分段自由拼接式設計，項目結束后可根據下一個項目的井深自由拼接總長度。