1、用途

　　VWS-10F型振弦式表面應(yīng)變計(jì)適用于長(zhǎng)期布設(shè)在水工結(jié)構(gòu)物或其它結(jié)構(gòu)物的表面，測(cè)量結(jié)構(gòu)物表面的應(yīng)變量，并可同步測(cè)量布設(shè)點(diǎn)的溫度。

　　振弦式表面應(yīng)變計(jì)彈性模量小，與被測(cè)結(jié)構(gòu)物的隨動(dòng)性好，測(cè)量中不會(huì)干擾原應(yīng)力場(chǎng)，包含式設(shè)計(jì),全不銹鋼結(jié)構(gòu)，安裝簡(jiǎn)單使用可靠，并可回收重復(fù)使用。振弦式表面應(yīng)變計(jì)具有智能識(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)

　　VWS-10F型振弦式表面應(yīng)變計(jì)由應(yīng)變計(jì)、安裝夾具、觀測(cè)電纜等組成。

　　3.2工作原理

　　當(dāng)被測(cè)結(jié)構(gòu)物內(nèi)部的應(yīng)力發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)變計(jì)同步感受變形，變形通過(guò)前、后端座傳遞給振弦轉(zhuǎn)變成振弦應(yīng)力的變化，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)電纜傳輸至讀數(shù)裝置，即可測(cè)出被測(cè)結(jié)構(gòu)物內(nèi)部的應(yīng)變量。同步測(cè)量埋設(shè)點(diǎn)的溫度值。

　　3.3計(jì)算方法

　　a) 當(dāng)外界溫度恒定表面應(yīng)變計(jì)僅受到軸向變形時(shí)，其應(yīng)變量ε與輸出的頻率模數(shù)△F具有如下線性關(guān)系：

　　ε= k×△F

　　△F = F - F?

　　式中：ε—表面應(yīng)變計(jì)的測(cè)量值，單位為10^-6;

　　k—表面應(yīng)變計(jì)的測(cè)量靈敏度，單位為10^-6/F;

　　△F—表面應(yīng)變計(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—表面應(yīng)變計(jì)的實(shí)時(shí)測(cè)量值，單位為F;

　　F?—表面應(yīng)變計(jì)的基準(zhǔn)值，單位為F。

　　b) 當(dāng)表面應(yīng)變計(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)，表面應(yīng)變計(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：

　　ε′= k×△F′+ b×△T = 0

　　k△F′= - b×△T

　　△T = T - T?

　　式中：b—表面應(yīng)變計(jì)的溫度修正系數(shù)，單位為10^-6/℃;

　　△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)物或其它結(jié)構(gòu)物表面的表面應(yīng)變計(jì)，受到的是變形和溫度的雙重作用，此時(shí)的溫度修正系數(shù)為表面應(yīng)變計(jì)的溫度修正系數(shù)與結(jié)構(gòu)物的線膨脹系數(shù)之差，因此表面應(yīng)變計(jì)一般計(jì)算公式為：

　　εm = k×△F + b′×△T = k×(F - F?) + (b-α)×(T - T?)

　　式中：εm—被測(cè)結(jié)構(gòu)物的應(yīng)變量，單位為10^-6;

　　α—被測(cè)結(jié)構(gòu)物的線膨脹系數(shù)，單位為10^-6/℃;

　　混凝土的線膨脹系數(shù)通常取值為：α≈8～12×10^-6/℃。

　　d) 表面應(yīng)變計(jì)的計(jì)算工程值乘以被測(cè)物的彈模可得被測(cè)物的應(yīng)力。

　　σ=(k×(F-F?) + (b-α)×(T-T?))×E

　　4、埋設(shè)與安裝

　　表面應(yīng)變計(jì)的安裝分為兩步完成，第一步安裝夾具，第二步安裝表面應(yīng)變計(jì)。

　　表面應(yīng)變計(jì)安裝示意圖

　　4.1安裝夾具

　　4.1.1 膨脹螺栓固定表面應(yīng)變計(jì)，先將配好對(duì)的夾具裝上試棒，裝好后兩夾具的底面應(yīng)在同一平面上，兩夾具上的緊固螺釘孔距應(yīng)為100mm(儀器標(biāo)距)。利用夾具安裝板上的4個(gè)孔，在儀器需要安裝的位置畫點(diǎn)、打孔、安裝膨脹螺栓，將裝有試棒的夾具組用膨脹螺栓固定上，既完成儀器夾具的安裝。

　　4.1.2膠粘固定表面應(yīng)變計(jì)，先將被測(cè)結(jié)構(gòu)物安裝儀器部位整平打毛，將裝有試棒的夾具底部的中間(在同一平面上)涂上AB膠(快干環(huán)氧樹脂膠)，再沿夾具四周涂上502快干膠，隨即粘貼在整平打毛部位，壓緊2分鐘左右即可松手，10分鐘左右即可粘貼牢固。

　　4.2安裝表面應(yīng)變計(jì)

　　夾具固定后，輕輕拆下安裝試棒，將表面應(yīng)變計(jì)從夾具的一端放入，直到表面應(yīng)變計(jì)各端面與夾具外邊沿平齊。

　　表面應(yīng)變計(jì)安裝時(shí)應(yīng)根據(jù)要求調(diào)整測(cè)量范圍(調(diào)整初始值)，方法是：在表面應(yīng)變計(jì)的前法蘭端有一個(gè)螺紋孔，用配套拉桿進(jìn)行拉、壓調(diào)整。調(diào)整時(shí)先將有電纜一端的緊固螺釘擰緊，讀數(shù)儀連接上表面應(yīng)變計(jì)，利用拉桿進(jìn)行拉或壓調(diào)整，調(diào)整范圍合適后將夾具另一端的緊固螺釘擰緊，并卸下調(diào)整拉桿(圖2)。

　　如現(xiàn)場(chǎng)需要的可安裝保護(hù)罩，同時(shí)將電纜按設(shè)計(jì)走向固定好，注意保護(hù)儀器的引出電纜。

　　4.3選取基準(zhǔn)值

　　表面應(yīng)變計(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，表面應(yīng)變計(jì)安裝在混凝土中應(yīng)選取水化熱過(guò)后的測(cè)值?；鶞?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。

　　表面應(yīng)變計(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)量表面應(yīng)變計(jì)用VW-102A型讀數(shù)儀，將測(cè)量線一頭連接讀數(shù)儀，測(cè)量線另一頭的各色夾子對(duì)應(yīng)連接表面應(yīng)變計(jì)的輸出電纜， 黑、紅測(cè)頻率，白、綠測(cè)溫度。表面應(yīng)變計(jì)內(nèi)附有智能識(shí)別芯片，其內(nèi)存貯有該表面應(yīng)變計(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(wú)紙化操作。

　　工程現(xiàn)場(chǎng)多支表面應(yīng)變計(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)別出每支表面應(yīng)變計(jì)所對(duì)應(yīng)的編號(hào)及身份信息。

　　6、 應(yīng)變計(jì)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(shuō)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 3408.2-2008 《大壩監(jiān)測(cè)儀器應(yīng)變計(jì)》

　　·GB/T 15406-2007 《巖土工程儀器基本參數(shù)及通用技術(shù)條件》

　　·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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