岩土結構監測系統

荷蘭 Profound IS 岩土結構監測系統

名稱：	岩土結構監測系統
廠牌：	荷蘭 Profound
型號：	IS
用途：	建築物結構監測、孔隙壓與荷載監測及應變測量
特點：	是一個智慧感測器的全數位監測網路

詳細介紹

荷蘭 Profound IS岩土結構監測系統是用於岩土結構的精確監測的一個有效的工具。通過自己電腦上所獲的即時測量資料，你可隨時隨地密切關注你的專案。

典型應用包含：住宅監測、孔隙壓與荷載監測及應變測量。因每個感測器已使用到“智慧感測器(IS)技術”，所以不同的測量感測器可通過“智慧感測器技術”可以很容易的組成一個監測網路。

荷蘭 Profound IS岩土結構監測系統是一個智慧感測器的全數位監測網路，並與單個電腦相連接。僅需要一條網路電纜就可將高達100個感測器與中心網路電腦相連接，且感測器間的距離可達數百米遠。

若IS網路配備GSM連接裝置的話，使用者可在任何時刻遠端來查看測量資料。用戶可在裝有Windows的電腦上快速、簡便的進行資料處理、並匯出資料或以圖形顯示測量結果。如下圖所示，用戶可依需求定制IS-system。

Ⅰ：配備本地網路電腦上的IS網路

此網路由以下部分組成：3個IS-LLS液位沉降感測器、6個IS-BAT孔隙壓力感測器、1個IS-PS電源供給器、1台裝有ISN軟體的Windows電腦、一個GSM模組。

所有的感測器通過一條4芯網路電纜連線起來。組網電腦開機後，電腦將自動檢測網路上所連接的感測器，且網路上的感測器將開始進行測量，並以用戶設定的時間間隔開始下一次測量。當網路已配備GSM模組並有GSM連接時，無論何時，用戶可在辦公室內下載資料。

Ⅱ：配備IS-GSM模組的IS網路

除本地網路絡電腦方案之外，另一方案就是配備電池（電源）的IS-GSM模組。依據感測器的類型，達5個感測器可連接至此模組，可使使用者在現場建立一個IS網路而不需要獨立的電源提供。使用IS-GSM模組，測量資料也可發送至遠端伺服器上。

Ⅲ：單獨感測器選項

若已經配備IS-BH電池盒的話，用戶可使用單獨感測器的功能。此感測器將以用戶設定的時間間隔進行再次測量，且採集到的資料將存取在資料記錄器上，此記錄器是標準感測器上的一部分。

使用windows筆記本及一個IS-RS232轉換器或IS-FU現場讀數儀，使用者可週期性將感測器上資料下載下來。

IS-LLS液位感測器

IS-LLS液位沉降感測器是一個用於精准監測沉降的一個有效工具。典型的應用領域包含隧洞與挖掘活動的監測，同時也可用於結構體附近的補償灌漿情況監測。

對於每個項目中所使用的感測器，應選擇適當範圍的感測器，以保證精准的沉降測量：可測量範圍應在包含可測量的高程差，甚至期望沉降。安裝感測器時，應將壓力管、空氣補償管及資料IS-資料電纜全部連接起來。

系統中的各個感測器的高度改變將引起壓力改變。將各個感測器的壓力與參考感測器的壓力進行對比就可知道（相對應感測器所在位置的）沉降。

當在感測器之間沒有液體流動時，系統將立即回應沉降。同時感測器將測量資料資料化並對溫度自動補償。

當整個數位系統裝配GSM連接時，用戶可在任何時刻在電腦上檢索(感測器測量的)資料。用戶也可在裝有windows電腦上對測量結果進行快速處理、輸出及圖形化顯示。

IS-LLS液位元沉降感測器技術規格

測量範圍	60 mbar, 160 mbar, 400mbar
壓力及溫度範圍內總的典型最大誤差*	2‰
感測器精度	± 0.5 mm(60 mbar的測量範圍) ± 1.2 mm (160 mbar的測量範圍)
供給器電壓	7至15伏
溫度範圍	-10°C ~+50°C (依賴於所灌的液體)
安裝板材料	不鏽剛
外殼材料	熱塑性材料(POM)
壓力管材料	LDPE或PVC
數位資料電纜	4芯線纜(4 x 1 mm2)
液體管	6 mm (內徑); 8 mm (外徑)
氣管	4 mm (內徑); 6 mm (外徑)
網路硬體	CAN (數字)
感測器尺寸(寬 x 高 x 長)	120 x 90 x 77 mm
感測器重	0.464Kg
安裝板尺寸	Ø 90 mm, 15 mm
安裝板重	0.690Kg
長期穩定性	≤ ± 0.1 % FSO/year

*.每個感測器已經在24小時的實驗中，對全程溫度及壓力範圍時的每個感測器進行標定。具體結果可參見標定表格。

BAT孔隙壓力感測器

IS-BAT過濾杆

IS-BAT過濾杆與IS-BAT感測器組合使用時，使用者可哥以輕鬆、精准的測量出地下水的孔隙壓力。

在過濾杆是有一個可彎曲的圓盤，此圓盤可使過濾通過一根皮下注射針來使感測器耦合連接

至過濾杆上，且耦合連接可達數百次。此圓盤也是可滲漏的並防氣密封過濾杆。

過濾杆是固定在Profound提供的延長管上。通常是使用煤氣管將延長管壓下至所需要的深度。

標準過濾杆適合於粘土、淤泥、沙子等地的測量。對於較硬的土壤時，應使用不鏽剛過濾杆來進行測量

此外，用戶也可使用一個輔助工具，來測量土壤的滲透或取含液體及氣體的（土壤）試件

IS-BAT過濾杆技術規格

壓力範圍	0...16 bar (絕對)、0...160 m H 2O (絕對)
流量係數	F = 0.23米
滲透阻抗	最大25 Mpa
耦合連接次數	» 500
最大荷載	» 20 kN
修正高度 (BAT®-sensor)	215 mm
過濾材料	多孔HDPE
杆的材料	熱塑性材料(POM)
過濾杆重	0.122Kg
過濾部分尺寸	Ø 31 mm, 長度 36 mm
過濾杆尺寸	Ø 31 mm, 長度 209 mm
延長管重量	0.565Kg
延長管尺寸	Ø 1 英尺, 長度 250 mm
附件
集成資料記錄器的BAT®感測器
煤氣管	螺紋: 1英尺 BSP煤氣管:(Ø 3, 3.2mm,每英尺11個螺紋) 管: 1 英尺 (內部33.9 mm，外部27.2)
準備工具	單端針(黃色)、注射筒、對中適配器 (白色)

IS-BAT感測器

IS-BAT過濾杆與IS-BAT感測器組合使用時，使用者可哥以輕鬆、精准的測量出地下水的孔隙壓力。

此獨特的、可重複利用的感測器裝配了：一個24位元AD轉換器、微型電腦、時鐘、網路控制器及記憶體晶片。不需要複雜的轉換因數，此智慧感測器就會測出以工程上使用單位為單位的測量值。當完成孔隙壓測量後，用戶可輕易將感測器取回，以便於下一個工程項目中使用。

IS-BAT感測器也配有一個溫度計，用於測量感測器未端的溫度。

與電池盒組合使用，此感測器可作為獨立式感測器使用或添加至一個由其它感測器組成而成的整個數位網路中。

使用額外的工具，此感測器可測量土壤的滲透或取含液體及氣體的(土壤)試件。

IS-BAT感測器技術規格

壓力範圍	0...5 bar (絕對)
爆破壓力	16 bar
壓力滯後 (0→ Pmax →0)	≤ 0.1%
線性誤差	≤ 0.15 % (實驗得出結果)
工作溫度	-20 °C~80 °C
溫度精度	± 0.5 °C
靜電釋放	2500 V
記憶體	約可存儲6500次測量結果
功耗	≤ 30 mA,15 V工作電壓時
防護級別	IP 68
材料	316不銹鋼
傳感器重量	0.224Kg
感測器尺寸	Ø 22 mm, length 170 mm
包含換能器組件的感測器尺寸	Ø 22 mm,最大長度248 mm
組件重量	0.988Kg
組件尺寸	Ø 23 mm，長度415 mm
標準電纜長度	10 m或20 m
額外	豎管感測器保護帽
組件
ISB.00010 BAT®過濾杆 Mk III	帶孔HDPE熱塑性材料的過濾杆
ISB.00020 BAT®過濾杆 Mk III STS (不銹鋼)	帶孔HDPE SS2343型不銹鋼材料的過濾杆
ISB.00025 BAT®過濾杆 MkIII滲流	帶細孔陶瓷熱塑性材料的過濾杆
電池盒	一個D型鋰電池：正常工作8個月。一個D型鹼性電池：正常工作4個月。
滲透組件	單端什(藍色), 注射器
ISB.00080滲透元件及採樣元件
ISB.00330 IS現場讀數儀

IS –APS絕對壓力測量感測器

IS –APS絕對壓力測量感測器不僅僅具有傳統的是壓力感測器功能，還配備了一個24位A/D轉換器，一個微型處理器及記憶體晶片。此智慧感測器不必進行複雜的轉換處理過程，就可將測量值顯示在適當顯示單元上。

比如最大值、最小值、平均值這些有待進一步處理的資料，也能在此智慧感測器內完成。

IS –APS絕對壓力測量感測器同時也配備了一個溫度計，在此智慧感測器頂端來測量溫度。

與電池組合的話，此智慧感測器可獨立使用或與其它感測器互連共同組成一個完整的數位網路。

當配備特殊適配器，此智慧感測器可放置於地下，用來測量土壤的孔隙壓力（但是，此種情況下感測器不易被找回）。

IS –APS絕對壓力測量感測器技術規格

壓力範圍	0...1.6 bar (絕對)	0...4 bar (絕對)
爆破壓力	10 bar	16 bar
壓力滯後 (0 →Pmax → 0)	0.1%
線性誤差	典型值為0.15 %, ≤ 0.35 %
工作溫度	-20 °C 至 60 °C
溫度（測量）精度	± 0.5 °C
靜電釋放	2500 V
記憶體	約可進行3500 次測量資料存取
電流消耗	≤ 30 mA ，正常工作15 V 時
防護等級	IP 68
材料	304不鏽剛
傳感器重量	0.244 Kg
感測器尺寸	Ø 22.8 mm, 長度148.8 mm
標準線纜長度	10 m
附件
適配器
電池	一個D型鋰電池(可工作時間約8個月) 一個D型鹼性電池(可工作時間約4個月)

IS-PS電源供給器

IS-PS電源供給器作為IS-PC網路的一個必要組成部分。當連接在網路上的電腦啟動後，將自動檢測經IS-PS電源供給器連至網路上的感測器，且以用戶之前設定的時間間隔開始下一次檢測。

測量結果將發送至本地電腦上，用於即時查看，其中I IS-PS電源供給器：

l 可給IS網路的100個IS感測器提供電源；

l 檢查IS網路電壓及電量消耗情況；

l 連接至IS-Power電源供給器，使IS感測器之間能通信；

l 嵌入一個內部絕對空氣壓力感測器，以補償孔隙壓及豎管測量資料。

IS-PS電源供給器可由交流電供電（230V）或直流電源（串聯兩個12V_DC車載電池）。當全部連接以上兩種電能的話，直流電源輸入將作為交流電輸入的備用電源。

IS-PS電源供給器由帶內置排風槽的健壯箱體構成。

IS-PS電源供給器技術規格

後面板
電壓設置 I	230 V ~, 50/60 Hz Fuse: 0.4 A IEC 127
電壓設置 II	110 V ~, 50/50 Hz Fuse: 0.8 A IEC 127
外部直流輸入電壓: Vmin Vmax 滯後不帶負載(空載)電流	24 VDC，≤ 2.5 A (保險) ≥ 20.4 Volt ≤ 40 Volt 2.3 V 11 mA
前面板
IS-Power 與電腦連介面類別型	USB埠
CAN 信號保護	38 V 瞬態抑制
IS-網路連接器 (輸出端) 輸出電壓輸出電流	Harting HAN3A female 15 VDC max 2.5 A
內部終端電阻	沒有
尺寸 (寬x 高 x 長)	243 x 75 x 220 mm
箱體材料	灰色ABS材料
重量	2.2 kg
防護級別	IP30
內部氣壓感測器
壓力範圍	0.8 – 1.6 bar 絕對
壓力滯後 (0 →Pmax →0)	≤ 0.1%
線性誤差	典型0.15%, 最大 ≤ 0.35%
與IS-PS電源供給器一起提供的名目
Harting connector	Harting HAN3A male/ HAN3A Hood
24 VDC 連接器	Phoenix SACC-M12MS-SCON-PG7-M
USB 電纜	1.8 m (6 ft) Type AM-BM
適用於歐洲/英聯邦/美國的AC 電源線
Dismantling key for IS-Power Supply case
內部壓力感測器標定證書
Profound ISN-軟體光碟
IS系統操作手冊

IS-BH電池盒

IS-BH電池盒可使IS-感測器獨立連續工作至少120天。

IS-BH電池盒包含一個D型鋰電池或鹼性電池。通過IS-RS232轉換器或IS-FU現場讀數儀，使用者可以輕鬆檢查電池盒中電池的電量狀態。

更換電池操作方便。將大的塑膠螺帽擰出，並將電池盒上部分拿出，就可將用盡電池取出，即可更換新電池。

IS-BH電池盒是專為滿足壓力管頂部而設計的。

IS-BH電池盒技術規格

電池壽命	一個D型鋰電池：正常工作240天
電池壽命	一個D型鹼性電池：正常工作140天（在20℃時）
感測器連接類型	四線列印終端，1.5m2(最大)
感測器的電纜	Ø 4.5-10 mm, M16 gland
PC連介面	DB9，母口
重量	0.382Kg,包含鋰電池
重量	0.482Kg,包含鹼性電池
尺寸	直徑58mm，長度為138.25mm
材料	黑色Delrin材料
防護級別	IP65

IS-FU現場讀數儀

強大的IS-FU現場讀數儀在現場來處理IS感測器資料特別方便。因為IS現場讀數儀還有顯示及鍵盤，所以使用者不需要在現場配備筆記本或臺式電腦。

此讀數儀可使使用者可。用戶也可下載、查看、刪除一個或多個IS感測器測量資料，並可檢查IS感測器的電量及剩餘記憶體狀態。

使用IS現場計數儀用戶也可直接查看IS測量量，此功能在安裝BAT感測器時特別方便。

IS-FU現場讀數儀裝備了一個氣壓絕對壓力感測器，此舉將使用戶直接補償IS孔隙壓力測量值，並可替換獨立式的氣壓資料記錄儀。

回到辦公室後，用戶可通過USB電纜將IS現場計數儀連接至電腦上。再通過安裝在電腦上的IS現場讀數儀處理軟體，使用者可對測量資料作處理。

IS-FU現場讀數儀技術規格

工作溫度	-20 °C~+ 40 °C
測量通道	外部電池
	IS電池盒電池
	溫度
	大氣壓力
記憶體	1 GB
下載模式下的執行時間	10 小時 (僅下載)
USB速度	12 Mbps
外部IS電源	90 mA, 瞬態抑制約可提供給2個IS感測器
電池	2節AA 1.5伏鹼性電池單元內2節備用電池
標準電纜	1個D9電纜，用於連接IS感測器連及IS現場計數儀。 1個USB電纜，用於連接IS現場計數儀及電腦USB介面。
電腦作業系統	Windows XP或Vista 系統
防護級別	IP 62
材料	ABS
重量	0.444Kg
尺寸	195 x 108 x 44 mm
內部大氣壓壓力感測器
壓力範圍	0.8...1.2 bar (絕對)
壓力滯後 (0→Pmax→0)	≤ 0.1%
線性誤差	典型 0.15%, 最大 ≤ 0.35 %
記憶體	約13000 個測量結果
記錄模式下的執行時間	1年 (間隔時間: 3小時)

IS-GSM 模組

Profound IS-GSM模組能給使用者提供遠端或直接現場監測所測專案的全數位化連接單元。用

戶可以選擇是否使用GSM與測量進行連接。

現場監測

將IS-GSM模組與IS-現場單元組合用起來，使用者可在現場將測量資料顯示出來。同時使用者可進行設置、記錄、下載測量資料。測量結果可在用戶Windows 電腦上進行進一步的處理及顯示。

遠程監測

通過無線，建立GSM連接後，用戶可選擇從最多5個IS-感測器上接收資料至使用者電腦上，通常一天一次。因此用戶可信及可靠的通過無線來直接控制整個專案，可不需要去現場。測量狀態及資料將自動Email至使用者，使用者即可對資料進行處理及顯示。

優點：

最新專案監測：資料是以數位形式給出，且可發送至世界任何地方；通過數個模組就可以就遠距離的幾個感測器群連接起來；資料遠端取回；

遠程更新感測器設置：例如更換測量頻率;低成本：快速、易安裝，花費最少時間及效率就可就感測器資料讀出。

IS-GSM 模組技術規格

IS-system協議	CAN (控制器區域網路)
4芯線纜系統	線1: > 7 伏 (最大18伏) 不穩定線2: 數位信號線3: 數位信號，與線2信號相反線4: 0 (mass)
工作溫度	-20 °C to + 40 °C
測量通道	5 個IS-感測器
	外部電池
	溫度
	大氣壓力
快閃記憶體	2 MB
執行時間	> 1 年 (每天無線資料傳輸間隔設定為1小時+2個感測器
外部 IS 電源	200 mA, 短路保護，可約提供5個IS感測器使用
終端阻抗	470 Ohm
電池	3x D型1.5 伏，鹼性電池
防護級別	IP 62
重量	0.904Kg
GSM
全面型號認證	GSM ETSI Phase 1 and 2 compliant
靈敏度	GSM: < 104 dBm / DCS: < -100 dBm
內部大氣壓力感測器
壓力範圍	0.8...1.2 bar (absolute)
Pressure hysteresis (0→Pmax→0)	≤ 0.1%
線性誤差	典型 0.15%, 最大. ≤ 0.35%
附件
IS-資料記錄軟體
IS-處理軟體
IS-field unit or IS-RS232 轉換器