1、用途

　　VWD-J型振弦式表面測(cè)縫計(jì)適用于長(zhǎng)期布設(shè)在混凝土結(jié)構(gòu)物或其它材料結(jié)構(gòu)物內(nèi)及表面，測(cè)量結(jié)構(gòu)物伸縮縫或周邊縫的開合度(位移)，同步測(cè)量埋設(shè)點(diǎn)的溫度值。

　　振弦式表面測(cè)縫計(jì)的傳感器采用的是VWD型振弦式位移計(jì)，由其加裝配套附件而組成，振弦式表面測(cè)縫計(jì)具有參數(shù)識(shí)別功能。

　　2、規(guī)格及主要技術(shù)參數(shù)

　　注：頻率模數(shù)F=Hz²×10^-3

　　3、結(jié)構(gòu)及工作原理

　　3.1結(jié)構(gòu)

　　VWD-J型振弦式測(cè)縫計(jì)由護(hù)管座、護(hù)筒、位移計(jì)、后接圈、觀測(cè)電纜等組成，其位移計(jì)內(nèi)部由滑動(dòng)測(cè)桿、振弦、激振電磁線圈、測(cè)溫元件等組成(圖3.1)。

　　(圖3.1) 埋入式測(cè)縫計(jì)結(jié)構(gòu)圖

　　3.2工作原理

　　當(dāng)被測(cè)結(jié)構(gòu)物發(fā)生位移時(shí)將會(huì)帶動(dòng)測(cè)縫計(jì)變化，通過前、后端座傳遞給振弦使其產(chǎn)生應(yīng)力變化，從而改變振弦的振動(dòng)頻率。電磁線圈激振振弦并測(cè)量其振動(dòng)頻率，頻率信號(hào)經(jīng)觀測(cè)電纜傳輸至讀數(shù)裝置，即可測(cè)出被測(cè)結(jié)構(gòu)物的位移量。同步測(cè)量埋設(shè)點(diǎn)的溫度值。

　　3.3計(jì)算方法

　　a) 當(dāng)外界溫度恒定測(cè)縫計(jì)僅受到軸向位移時(shí)，其位移量J與輸出的頻率模數(shù)△F具有如下線性關(guān)系：

　　J = K×△F

　　△F = F - F?

　　式中：J—測(cè)縫計(jì)的測(cè)量值，單位為mm;

　　k—測(cè)縫計(jì)的測(cè)量靈敏度，單位為mm/F;

　　△F—測(cè)縫計(jì)實(shí)時(shí)測(cè)量值相對(duì)于基準(zhǔn)值的變化量，單位為F;

　　F—測(cè)縫計(jì)的實(shí)時(shí)測(cè)量值，單位為F;

　　F?—測(cè)縫計(jì)的基準(zhǔn)值，單位為F。

　　b)  當(dāng)測(cè)縫計(jì)不受外力作用時(shí)(儀器兩端標(biāo)距不變)，而溫度增加△T時(shí)，測(cè)縫計(jì)有輸出量△F′，這個(gè)輸出量是由溫度變化而造成的，因此在計(jì)算時(shí)應(yīng)給以扣除。

　　實(shí)驗(yàn)可知△F′與△T具有如下線性關(guān)系：

　　J′= k×△F′+ b×△T = 0

　　K×△F′= -b×△T

　　△T = T - T?

　　式中：b—測(cè)縫計(jì)的溫度修正系數(shù)，單位為mm/℃;

　　△T—溫度實(shí)時(shí)測(cè)量值相對(duì)于基準(zhǔn)值的變化量，單位為℃;

　　T—溫度的實(shí)時(shí)測(cè)量值，單位為℃;

　　T?—溫度的基準(zhǔn)值，單位為℃。

　　c) 布設(shè)在混凝土結(jié)構(gòu)物或其它材料結(jié)構(gòu)物內(nèi)及表面上的測(cè)縫計(jì)，受到的是位移和溫度的雙重作用，因此測(cè)縫計(jì)一般計(jì)算公式為：

　　Jm = k×△F + b×△T = k×(F - F?) + b×(T - T?)

　　式中：Jm—被測(cè)結(jié)構(gòu)物的位移量，單位為mm。

　　注：VWD-J型振弦式測(cè)縫計(jì)中的位移計(jì)具有溫度自動(dòng)補(bǔ)償功能，溫度修正系數(shù)小于最小讀數(shù)，實(shí)際使用中不需要溫度修正，計(jì)算可用公式a。

　　4、埋設(shè)與安裝

　　4.1典型埋設(shè)

　　在將安裝測(cè)縫計(jì)的位置，將護(hù)管蓋用六角螺栓固定在澆筑模板內(nèi)表面，把帶護(hù)管座的護(hù)筒擰在護(hù)管蓋上，使護(hù)管固定在澆筑模板上，即可澆筑混凝土(圖4.1-1)。

　　(圖4.1-1) 測(cè)縫計(jì)護(hù)管安裝示意圖

　　待澆筑混凝土凝固后，取下固定護(hù)管蓋的六角螺栓，拆除澆筑模板。澆筑模板拆除后可看見護(hù)管蓋，取下護(hù)管蓋，將測(cè)縫計(jì)有測(cè)桿的一端裝入護(hù)管內(nèi)，使測(cè)桿與護(hù)管座螺紋連接，擰緊后調(diào)整測(cè)縫計(jì)的測(cè)量范圍(按設(shè)計(jì)要求)并記錄初始讀數(shù)(圖4.1-2)。

　　由于測(cè)縫計(jì)跨縫安裝，為避免測(cè)縫開合拉斷觀測(cè)電纜，應(yīng)將電纜埋在同一壩塊內(nèi)引出，防止觀測(cè)電纜直接跨縫敷設(shè)。

　　(圖4.1-2)測(cè)縫計(jì)的典型埋設(shè)示意圖

　　4.2巖體與混凝土交接面埋設(shè)

　　在巖體與混凝土交界面安裝測(cè)縫計(jì)，先在安裝位置鉆孔，孔徑應(yīng)≥9cm，深度≥40cm。在鉆孔內(nèi)填入大半孔的膨脹水泥砂漿，將測(cè)縫計(jì)護(hù)管裝有護(hù)管座的一頭擠入孔中，使護(hù)管口與鉆孔口平齊，旋上護(hù)管蓋。在鉆孔與護(hù)管之間空隙處填滿填充物，阻斷鉆孔內(nèi)的膨脹水泥砂漿與澆筑混凝土相連，待鉆孔內(nèi)膨脹水泥砂漿凝固后取下護(hù)管蓋安裝測(cè)縫計(jì)，方法同上(圖4.2)。

　　(圖4.2)巖體與混凝土交接面測(cè)縫計(jì)埋設(shè)示意圖

　　4.3混凝土裂縫挖坑埋設(shè)

　　在要安裝測(cè)縫計(jì)的裂縫結(jié)構(gòu)物面上挖10×60×15cm的坑，將帶有護(hù)管和護(hù)管座的測(cè)縫計(jì)放入坑內(nèi)，澆筑混凝土。調(diào)整測(cè)縫計(jì)的初始量程，保護(hù)引出電纜，其它同圖4.2。

　　4.4尾水管埋設(shè)

　　適用于測(cè)量尾水管與混凝土交接面開合縫，將測(cè)縫計(jì)的護(hù)管座旋下，在觀測(cè)位置將其大頭端面與尾水管外圓面焊接，焊接不需滿焊但必須保證焊牢。焊接完成后待冷卻將護(hù)管和測(cè)縫計(jì)先后旋在護(hù)管座上。

　　測(cè)縫計(jì)安裝完成，按設(shè)計(jì)要求調(diào)整測(cè)縫計(jì)的初始量程，即可澆筑混凝土。澆筑時(shí)應(yīng)避免直接沖擊測(cè)縫計(jì)，當(dāng)澆筑高程到達(dá)測(cè)縫計(jì)處時(shí)，用人工方式將測(cè)縫計(jì)周圍的混凝土搗實(shí)。敷設(shè)電纜要松弛，注意保護(hù)，作好埋設(shè)記錄。

　　(圖4.4)尾水管與混凝土交接面開合縫測(cè)縫計(jì)埋設(shè)示意圖

　　4.5確定初始讀數(shù)值

　　方法1：先將測(cè)縫計(jì)推進(jìn)護(hù)管內(nèi)直到推不動(dòng)為止，在護(hù)管端口處測(cè)縫計(jì)外圓上畫記號(hào)，然后拉動(dòng)測(cè)縫計(jì)，使記號(hào)與護(hù)管端面的距離達(dá)到需要留出的壓縮量程。

　　方法2：將讀數(shù)儀連接測(cè)縫計(jì)，讀取測(cè)縫計(jì)零位讀數(shù)，將測(cè)縫計(jì)推進(jìn)護(hù)筒內(nèi)直到推不動(dòng)為止，根據(jù)計(jì)算公式確定壓縮量程，然后拉動(dòng)測(cè)縫計(jì)使其讀數(shù)達(dá)到設(shè)定值。

　　4.6選取基準(zhǔn)值

　　測(cè)縫計(jì)的測(cè)量值為實(shí)時(shí)測(cè)量值相對(duì)于基準(zhǔn)值的變化量，所以基準(zhǔn)值選取的準(zhǔn)確與否，將直接影響到測(cè)值的準(zhǔn)確性。

　　在外荷載變動(dòng)不大選取相同時(shí)間、穩(wěn)定氣溫的3次相近的讀數(shù)，經(jīng)平均后做為基準(zhǔn)值，測(cè)縫計(jì)安裝在混凝土中應(yīng)選取水化熱過后的測(cè)值。基準(zhǔn)值選定后應(yīng)做好記錄，作為計(jì)算的基準(zhǔn)值。

　　為使基準(zhǔn)值取的更準(zhǔn)確，可將以上操作重復(fù)進(jìn)行兩次，如果兩次測(cè)值基本相同(誤差≤0.5%F.S)，則證明基準(zhǔn)值取值正確。

　　測(cè)縫計(jì)的測(cè)量值出現(xiàn)偏差時(shí)，可用以上方法重新校準(zhǔn)基準(zhǔn)值。

　　5、測(cè)量

　　現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量測(cè)縫計(jì)用VW-102A型讀數(shù)儀，將測(cè)量線一頭連接讀數(shù)儀，將測(cè)量線另一頭的各色夾子對(duì)應(yīng)連接上測(cè)縫計(jì)的輸出電纜，  黑、紅測(cè)頻率，白、綠測(cè)溫度。測(cè)縫計(jì)內(nèi)附有智能識(shí)別芯片，其內(nèi)存貯有該測(cè)縫計(jì)的編號(hào)、標(biāo)定系數(shù)K、溫度修正系數(shù)b等信息。用讀數(shù)儀測(cè)量時(shí)會(huì)自動(dòng)將識(shí)別信息讀出，順序存入讀數(shù)儀內(nèi)，通訊給計(jì)算機(jī)，方便快速統(tǒng)計(jì)計(jì)算及查詢，使測(cè)量工作實(shí)現(xiàn)人工智能無紙化操作。

　　工程現(xiàn)場(chǎng)多支測(cè)縫計(jì)電纜被意外挖斷，僅用讀數(shù)儀測(cè)量一遍，就可自動(dòng)識(shí)別出每支測(cè)縫計(jì)所對(duì)應(yīng)的編號(hào)及身份信息。

　　6、故障檢查

　　紅/黑之間正常300多歐姆

　　綠/白之間測(cè)出阻值查表可以得出溫度

　　紅或黑或綠或白對(duì)地之間正常絕緣20兆歐姆以上

　　紅或黑對(duì)綠或白之間正常絕緣20兆歐姆以上

　　如果以上測(cè)量不正常說明傳感器或接頭待檢查，請(qǐng)與我司技術(shù)人員聯(lián)系

　　配套選購(gòu)

　　·YSPT-4P 雙護(hù)套四芯屏蔽電纜

　　·VM-103 全功能讀數(shù)儀、MCU 系列自動(dòng)化采集模塊

　　·峟思單機(jī)版軟件、峟思云平臺(tái)

　　遵循標(biāo)準(zhǔn)

　　·GB/T 3410.2-2008《大壩監(jiān)測(cè)儀器 測(cè)縫計(jì) 第 2 部分：振弦式測(cè)縫計(jì)》

　　·DL/T 1043-2007 《鋼弦式測(cè)縫計(jì)》

　　·GB/T 24105-2009 《巖土工程儀器基本環(huán)境試驗(yàn)條件及方法》

　　·GB/T 13606-2007 《巖土工程儀器 振弦式傳感器通用技術(shù)條件》

　　·SL 530-2012 《大壩安全檢測(cè)儀器檢驗(yàn)測(cè)試規(guī)程》

　　·DL/T 1271-2013 《鋼弦式監(jiān)測(cè)儀器鑒定技術(shù)規(guī)程》

　　·GB/T21029-2007《巖土工程儀器系列型譜》

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