GB/T 38204-2019 岩土工程仪器 测斜仪

　　ICS 07 . 060 P 10

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 38204—2019

　　岩土工程仪器 测斜仪

　　Geotechnicalengineeringinstrument—Inclinometers

　　2019-06-04 发布 2020-01-01 实施

　　国家市场监督管理总局中国国家标准化管理委员会

　　发

　　布

　　GB/T 38204—2019

　　GB/T 38204—2019

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。

　　本标准由中华人民共和国水利部提出并归口 。

　　本标准起草单位：水利部水文仪器及岩土工程仪器质量监督检验测试中心、水利部南京水利水文自动化研究所、江苏南水科技有限公司。

　　本标准主要起草人：徐国龙、陈欣刚、李家群、马福恒、王海妹、董万钧、严琳。

　　GB/T 38204—2019

　　岩土工程仪器 测斜仪

　　1 范围

　　本标准规定了岩土工程仪器测斜仪(以下简称测斜仪)的产品分类及组成、技术要求、试验方法、检验规则、标志和使用说明书、包装、运输与贮存。

　　本标准适用于大坝、边坡、基坑、港口及地下建筑工程等土木工程中安全监测使用的测斜仪。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注 日期的引用文件，仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 191 包装储运图示标志

　　GB/T 5080 . 7 设备可靠性试验 恒定失效率假设下的失效率与平均无故障时间的验证试验方案GB/T 6388 运输包装收发货标志

　　GB/T 9969 工业产品使用说明书 总则

　　GB/T 13384 机电产品包装通用技术条件

　　GB/T 24105 岩土工程仪器基本环境试验条件及方法

　　GB/T 24106 岩土工程仪器术语及符号

　　JJF 1001 通用计量术语与定义

　　3 术语和定义

　　GB/T 24106 和 JJF 1001 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　综合误差 combinederror

　　测值与约定真值之间的最大偏差。

　　注：综合误差用其占满量程输出的百分比表示。

　　4 产品分类及组成

　　4 . 1 产品分类

　　4 . 1 . 1 测斜仪按照工作方式可分为：

　　a) 活动式测斜仪;

　　b ) 固定式测斜仪。

　　4 . 1 . 2 测斜仪按照工作原理可分为：

　　a) 伺服加速度计式测斜仪;

　　b ) 电解液式测斜仪;

　　c) 电阻应变片式测斜仪;

　　d) 振弦式测斜仪;

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　　e) 微电子机械式测斜仪;

　　f) 光纤光栅式测斜仪。

　　4 . 2 产品组成

　　测斜仪主要由探头、电缆及测量仪表等部分组成。 测斜仪应具有与测量仪表相配套的标准接口，如无标准接口应提供相应的接线说明。

　　5 技术要求

　　5 . 1 外观

　　开箱检查时，测斜仪各部分应连接牢固，不应有锈斑及划痕，引出的电(光)缆、护套应无损伤。

　　5 . 2 环境条件

　　5 . 2 . 1 测斜仪测量仪表应能在以下气候环境条件中正常工作：

　　a) 温度：-20 ℃ ~60 ℃ ;

　　b ) 相对湿度：不大于 95%( 40 ℃时无凝露)。

　　5 . 2 . 2 测斜仪探头及电缆应能在以下气候环境条件中正常工作：

　　a) 温度：-20 ℃ ~60 ℃ ;

　　b ) 0 . 5 MPa或规定水压。

　　5 . 3 基本性能参数

　　测斜仪的基本性能参数应符合表 1 的规定。

　　表 1 测斜仪的基本性能参数

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　　5 . 4 绝缘性能

　　除光纤光栅式测斜仪和内置防雷器件的测斜仪外，测斜仪测头的引出芯线与壳体之间的绝缘电阻应不小于 50 MΩ。

　　5 . 5 防水密封性

　　测斜仪探头及电缆在不小于 0 . 5 MPa或规定的水压中静置 2 h,测头和电(光)缆应无渗漏，其绝缘电阻应符合 5 . 4 的规定。

　　5 . 6 温度测量误差

　　具有测温功能的测斜仪，温度测量误差应不大于 ±0 . 5 ℃ 。

　　5 . 7 温度影响误差

　　测斜仪经过温度修正后，由于温度引起的测量误差应不大于 0 . 04%FS/ ℃ 。

　　5 . 8 稳定性

　　5 . 8 . 1 测斜仪在满量程范围内往返 10 次后回零，零点漂移应不大于其综合误差的 25%。

　　5 . 8 . 2 测斜仪静置 30 d后，扣除温度影响，其性能应满足：

　　a) 零点漂移不大于其综合误差的 25% ;

　　b ) 绝缘电阻符合 5 . 4 的规定。

　　5 . 9 机械环境适应性

　　在包装状态下，测斜仪应能适应运输、装卸、搬运过程中可能出现的振动、跌落、冲击、碰撞等意外情况，机械环境适应性试验后其各项性应能符合 5 . 3 的规定。

　　5 . 10 可靠性

　　对连续性工作的测斜仪可用平均无故障工作时间(MTBF) 来表示，其 MTBF 应不小于 40 000 h。对间歇工作的测斜仪可用可靠度 R(1 000)表示，其可靠度 R(1 000)应大于 0 . 95 。

　　6 试验方法

　　6 . 1 试验条件

　　试验条件应符合下列规定：

　　a) 温度：15 ℃ ~35 ℃ ;

　　b ) 相对湿度：不大于 85% ;

　　c) 大气压力：86 kPa~106 kPa。

　　6 . 2 试验设备

　　6 . 2 . 1 主要试验设备包括：

　　a) 标定装置;

　　b ) 专用试验夹具;

　　c) 压力容器及加压设备;

　　d) 0 . 4 级精度等级精密压力表;

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　　e) 读数仪或自动化数据采集设备;

　　f) 100 V直流绝缘电阻表;

　　g) 高低温湿热试验箱;

　　h) 恒温水浴;

　　i ) 冰点槽 ;

　　j) 标准温度计;

　　k) 电动振动系统;

　　l ) 跌落试验台。

　　注 1 ：做温度试验时要求使用的夹具不能影响传感器的技术指标。

　　注 2 ：同类型的读数仪或自动化数据采集设备可与测斜仪探头互换使用。

　　6 . 2 . 2 具有检定要求的试验设备应经检定合格，精度指标应高于被测参数指标。

　　6 . 3 试验方法的内容

　　6 . 3 . 1 外观

　　目测检查。

　　6 . 3 . 2 环境条件

　　按照 GB/T 24105 规定的试验条件进行试验，检查测斜仪是否工作正常。

　　6 . 3 . 3 基本性能参数

　　6 . 3 . 3 . 1 试验要求

　　试验要求如下：

　　a) 测斜仪在正常试验条件下预先放置 24 h 以上;

　　b ) 将测斜仪测头安装在标定装置上，在测量范围内往返 3 次 ;

　　c) 按测量范围均匀选取 7 个 ~11 个测试点，包括零点和满量程点;

　　d) 除试验开始前可进行常规性能检查调试外，试验过程中不应做人工调整。

　　6 . 3 . 3 . 2 试验步骤

　　测斜仪的基本性能参数应按下列步骤进行试验：

　　a) 将测斜仪测头调节至测量范围下限角度点，逐级增加到测量范围上限，在每一测试点稳定 30 s后，采用读数仪或自动化数据采集设备读取输出值，然后从测量范围上限逐级减少至测量范围下限，在每一测试点稳定 30 s后，读取输出值。 非直接输出角度的测斜仪，由生产厂家提供输出值转换成角度的计算公式。

　　b ) 重复 a)步骤 3 次，将测值记入记录表中，记录表参见附录 A。

　　c) 在测量范围 10%、50%和 90%附近，按表 1 规定的分辨力最大值为步长缓慢移动角度，然后用读数仪或自动化数据采集设备读取输出值，往同一方向连续进行 3 次，将测值记入记录表中，检查 3 个测试点测量结果的变化趋势是否单调连续。

　　d) 按照式(1)、式(2)、式(3)分别计算综合误差 Z、不重复度 R、迟滞 H ：

　　1) 按式(1)计算综合误差 Z：

　　Z ……………………( 1 )

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　　式中：

　　Z —测斜仪的综合误差(%FS) ;

　　C1 —三次循环中每一个测试点测值与约定真值之间的最大差值，单位为度(°) ;

　　Dx —测斜仪最大测值，单位为度(°) ;

　　Ds —测斜仪最小测值，单位为度(°) 。

　　2) 按式(2)计算不重复度 R：

　　R ……………………( 2 )

　　式中：

　　R —测斜仪的不重复度(%FS) ;

　　C2 — 3 次循环中每一个测试点上行及下行各自 3 个测值之间差值的最大值，单位为

　　度 (°) 。

　　3) 按式(3)计算迟滞 H：

　　H ……………………( 3 )

　　式中：

　　H —测斜仪的迟滞(%FS) ;

　　C3 —每一次循环中各测试点上行及下行两个测值之间差值的最大值，单位为度(°) 。

　　6 . 3 . 4 绝缘性能

　　用直流绝缘电阻表测量引出芯线与外壳之间绝缘电阻。

　　6 . 3 . 5 防水密封性

　　将测斜仪测头放置在压力容器中，加压至 0 . 5 MPa 或以上的规定水压，保持 2 h 后，测头和电(光)缆无渗漏，用直流绝缘电阻表测量引出芯线与外壳之间的绝缘电阻。

　　6 . 3 . 6 温度测量误差

　　将测斜仪测头放入冰点槽和恒温水浴中，分别在 0 ℃ 、30 ℃及 60 ℃三个温度点静置 2 h 以上，各测量三次取平均值，计算标准温度计的实际温度与测量温度平均值之间的最大差值。

　　6 . 3 . 7 温度影响误差

　　将测斜仪测头安装在专用试验夹具上，置入高低温湿热试验箱，从常温开始降至 0 ℃ ,保持 2 h 以上，读取输出测值，然后升温至 40 ℃中，保持 2 h 以上，读取输出测值，按式(4)计算温度影响 b：

　　b ……………………( 4 )

　　式中：

　　b —温度影响(%FS/℃) ;

　　D1 —测斜仪在 T1(温度影响下限值)环境中的测值，单位为度(°) ;

　　D2 —测斜仪在 T2(温度影响上限值)环境中的测值，单位为度(°) ;

　　T1 —测斜仪最低工作温度，单位为摄氏度(℃) ;

　　T2 —测斜仪最高工作温度，单位为摄氏度(℃) 。

　　6 . 3 . 8 稳定性

　　6 . 3 . 8 . 1 将测斜仪测头安装在专用试验夹具上，调整至零点。 在满量程范围内往返 10 次，每次保持

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　　30 s。然后让其恢复至零点，读取输出值，按式(5)计算零点漂移 δ1 :

　　δ1 = -- 1s × 100 ……………………( 5 )

　　式中：

　　δ1 —零点漂移(%FS) ;

　　F1 —试验前，测斜仪零点测值，单位为度(°) ;

　　F2 —试验后，测斜仪零点测值，单位为度(°) 。

　　6 . 3 . 8 . 2 将测斜仪测头安装在专用试验夹具上，调整至零点，在起始时间、规定的稳定性试验周期内和截止时间，进行 5 次或 5 次以上的测量，读取输出值并测量绝缘电阻。 扣除温度影响后，按式(6)计算零点漂移 δ2 :

　　δ2 = -- 1s × 100 ……………………( 6 )

　　式中：

　　δ2 —零点漂移(%FS) ;

　　G1 —测斜仪零点最小测值，单位为度(°) ;

　　G2 —测斜仪零点最大测值，单位为度(°) 。

　　6 . 3 . 9 机械环境适应性试验

　　6 . 3 . 9 . 1 振动

　　在运输包装状态下，设置电动振动系统的扫频振动频率为 10 Hz~ 150 Hz~ 10 Hz, 扫频速度为1 倍频程/min,加速度为 2 g，对测斜仪进行 3 个周期/单轴振动试验。 试验后按 6 . 3 . 3 测试其性能。

　　6 . 3 . 9 . 2 自 由跌落

　　在运输包装状态下，设置自由跌落台的跌落高度为 300 mm,将测斜仪自由跌落在平滑、坚硬的混凝土面或钢质面上，共进行 3 次跌落试验。 试验后按 6 . 3 . 3 测试其性能。

　　6 . 3 . 10 可靠性

　　按照 GB/T 5080 . 7 执行。

　　7 检验规则

　　7 . 1 出厂检验

　　7 . 1 . 1 测斜仪的出厂检验可由生产单位的质量检验部门进行，出厂检验应逐个检验，产品经检验合格并签发合格证后，方允许出厂。

　　7 . 1 . 2 出厂检验应按 5 . 1 、5 . 3、5 . 4、5 . 5、5 . 6 的规定进行，检验资料应完整保存、备查。

　　7 . 1 . 3 出厂检验中凡出现不合格项，可进行返工，合格后方能出厂。

　　7 . 2 型式检验

　　7 . 2 . 1 除产品可靠性试验项目外，型式检验的项目应涵盖 5 . 1~5 . 9 。

　　7 . 2 . 2 有下列情况之一时，应进行型式检验：

　　a) 新产品提交技术(定型)鉴定或产品科技成果(项目)鉴定前;

　　b ) 新产品试生产或老产品转厂生产后;

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　　c) 产品结构、材料、工艺有重大改变，可能影响产品性能时;

　　d) 正常生产时，定期或积累一定产量后;

　　e) 产品长期停产(三年以上)后，需要恢复生产时;

　　f) 出厂检验结果与上一次型式检验有较大差异时;

　　g) 国家质量监督机构提出进行型式检验要求时;

　　h) 根据合同规定双方有约定时。

　　7 . 2 . 3 型式检验应从出厂检验合格样品中随机抽样，产品抽样不少于 3 台 。若样品总数不足 3 台，则应进行全检。

　　7 . 2 . 4 型式检验中有 2 台以上(包括 2 台)的产品同一检验项不符合时，则判该批产品不合格;有 1 台产品的某检验项不合格时，应加倍抽取产品进行复检，若仍不合格，则判该批产品不合格;若产品数量上不能满足加倍抽样的要求，也判为不合格。 若合格，则除去第一批抽样的不合格品之外，其余判为合格。

　　7 . 2 . 5 经过型式检验的产品，应更换易损件，并经出厂检验合格后方能出厂。

　　8 标志和使用说明书

　　8 . 1 标志

　　8 . 1 . 1 铭牌应设在产品的显著位置，应包括以下内容：

　　a) 产品型号及名称;

　　b ) 生产单位名称及商标;

　　c) 生产日期及出厂编号。

　　8 . 1 . 2 在包装箱的适当位置，应标有显著、牢固的包装标志，应包括以下内容：

　　a) 产品型号及名称;

　　b ) 产品数量;

　　c) 箱体尺寸(mm) ;

　　d) 净重或毛重(kg) ;

　　e) 运输作业安全标志;

　　f) 到站(港)及收货单位;

　　g) 发站(港)及发货单位;

　　h) 工业产品生产许可证标志及编号。

　　8 . 1 . 3 产品包装储运图示和收发货标志，应按照 GB/T 191 和 GB/T 6388 的有关规定正确选用。

　　8 . 2 使用说明书

　　产品使用说明书的内容应按照 GB/T 9969 的规定。

　　9 包装、运输与贮存

　　9 . 1 包装

　　9 . 1 . 1 包装箱应牢固可靠，符合美观和经济的要求，应做到结构合理、紧凑、防护可靠，在正常储运、装卸条件下，应保证产品不致因包装不善而引起产品损坏、散失等。

　　9 . 1 . 2 包装箱应有措施保证产品在运输或携带使用途中不发生窜动、碰撞、摩擦。

　　9 . 1 . 3 包装箱防震、防潮、防尘等防护措施，应符合 GB/T 13384 的有关规定。

　　9 . 1 . 4 随机文件应齐全，应有以下内容：

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　　a) 装箱单;

　　b ) 产品出厂合格证;

　　c) 产品使用说明书;

　　d) 检验测试记录。

　　9 . 1 . 5 随机文件应装入塑料袋中，并放置在包装箱内，若产品分装数箱，随机文件应放在主件箱内。

　　9 . 2 运输

　　包装好的测斜仪应能适应各种运输方式。

　　9 . 3 贮存

　　包装好的测斜仪贮存地附近应无酸性、碱性及其他腐蚀性物质，应能适应下列环境条件及贮存要求：

　　a) 环境温度：-40 ℃ ~60 ℃ ;

　　b ) 环境相对湿度：不大于 90% ( 40 ℃时)。

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　　附 录 A

　　(资料性附录)

　　测斜仪试验记录表

　　测斜仪试验记录表见表 A. 1 。

　　表 A.1 测斜仪试验记录表

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　　参 考 文 献

　　[1] SL 362—2006 大坝观测仪器 测斜仪