1、用途

　　VWS-S型多向應(yīng)變計組適用于長期埋設(shè)在水工結(jié)構(gòu)物或其它混凝土結(jié)構(gòu)物內(nèi)，測量結(jié)構(gòu)物內(nèi)部各個方向上的應(yīng)變量，并可同步測量埋設(shè)點(diǎn)的溫度。

　　應(yīng)變計按方向和支數(shù)安裝在應(yīng)變計安裝支座上，組成多向應(yīng)變計組，用于測量大體積混凝土中各方向的空間應(yīng)變量(應(yīng)力)。多向應(yīng)變計組具有參數(shù)識別功能。

　　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-S型振弦式應(yīng)變計組由若干支應(yīng)變計、安裝支桿和支座等組成。

　　3.2工作原理

　　當(dāng)被測結(jié)構(gòu)物內(nèi)部因應(yīng)力發(fā)生變化時，應(yīng)變計同步感受變形，變形通過前、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頻率。電磁線圈激振振弦并測量其振動頻率，頻率信號經(jīng)電纜傳輸至讀數(shù)裝置，即可測出被測結(jié)構(gòu)物內(nèi)部各個方向上的應(yīng)變量。同步測量埋設(shè)點(diǎn)的溫度值。

　　3.3計算方法

　　a) 當(dāng)外界溫度恒定應(yīng)變計僅受到軸向變形時，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—應(yīng)變計的測量值，單位為10^-6;

　　k—應(yīng)變計的測量靈敏度，單位為10^-6/F;

　　△F—應(yīng)變計實(shí)時測量值相對于基準(zhǔn)值的變化量，單位為F;

　　F—應(yīng)變計的實(shí)時測量值，單位為F;

　　F_?—應(yīng)變計的基準(zhǔn)值，單位為F。

　　b)  當(dāng)應(yīng)變計不受外力作用時(儀器兩端標(biāo)距不變)，而溫度增加△T時，應(yīng)變計有輸出量△F′，這個輸出量是由溫度變化而造成的，因此在計算時應(yīng)給以扣除?？芍鱂′與△T具有下列線性關(guān)系：

　　ε′= b×△F′+ b×△T = 0

　　k△F′= -b×△T

　　△T = T - T_?

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

　　△T—溫度實(shí)時測量值相對于基準(zhǔn)值的變化量，單位為℃;

　　T—溫度的實(shí)時測量值，單位為℃;

　　T_?—溫度的基準(zhǔn)值，單位為℃。

　　c)  埋設(shè)在水工結(jié)構(gòu)物或其它混凝土結(jié)構(gòu)物中的應(yīng)變計，受到的是變形和溫度的雙重作用，此時的溫度修正系數(shù)為應(yīng)變計的溫度修正系數(shù)與被測結(jié)構(gòu)物的線膨脹系數(shù)之差，因此應(yīng)變計一般計算公式為：

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

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

　　α—被測結(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) 應(yīng)變計的計算工程值乘以被測物的彈?？傻帽粶y物的應(yīng)力。

　　σ=(k×(F-F_?) + (b-α)×(T-T_?))×E

　　4、埋設(shè)與安裝

　　混凝土內(nèi)部應(yīng)變計組的安裝需要用支座支桿，將多支應(yīng)變計按設(shè)計要求的數(shù)量和方向固定在支座支桿上，保持正確的位置和方向，儀器觀測電纜要集中引線和埋設(shè)。步驟如下：

　　4.1造坑

　　方法1：施工中當(dāng)混凝土澆筑達(dá)到設(shè)計埋設(shè)應(yīng)變計組的高程后，根據(jù)應(yīng)變計組的埋設(shè)位置，挖一個深0.6米，1.2米左右見方的坑，剔除大于8cm的骨料，底部平整出一個混凝土基座面，然后將應(yīng)變計組安裝支座的定位錨桿預(yù)埋好。

　　方法2：施工中當(dāng)澆筑離設(shè)計埋設(shè)應(yīng)變計組的高程相差0.2m左右時，在埋設(shè)儀器的位置做厚為200mm的混凝土基座面，用一無底輕型木板箱(1.2米×1.2米×0.6米)，框住應(yīng)變計組的埋設(shè)位置，將裝上支座的定位桿插入設(shè)計位置固定。然后在該木板箱周圍澆筑混凝土，并隨混凝土的升高而逐漸提升木板箱，直至澆筑層達(dá)到澆筑高程后取出木板箱。

　　4.2安裝支座支桿和應(yīng)變計

　　安裝應(yīng)變計組支座前應(yīng)先固定定位桿，預(yù)埋定位桿的作用是固定支座的位置和方向，支座支桿的作用是固定應(yīng)變計的位置和方向。支桿的數(shù)量和方向按設(shè)計要求安裝和調(diào)整，隨后將應(yīng)變計按設(shè)計編號的順序安裝在支桿上，應(yīng)變計安裝要牢靠，在安裝應(yīng)變計時應(yīng)手握應(yīng)變計前端法蘭盤旋轉(zhuǎn)，切不可手握應(yīng)變計其它部位用力旋轉(zhuǎn)。

　　安裝要求保證應(yīng)變計組支座支桿的方向和角度，應(yīng)變計的安裝角度誤差不得超過設(shè)計要求的±1°

　　4.3回填混凝土

　　應(yīng)變計組安裝完成后要及時核實(shí)每支應(yīng)變計是否完好，如有損壞應(yīng)及時更換。

　　當(dāng)觀測電纜引出后，用人工將混凝土回填到儀器的周圍并仔細(xì)搗實(shí)，回填時應(yīng)及時校正儀器的方向和角，回填混凝土直至略高出坑口后即完成埋設(shè)。將埋設(shè)區(qū)安放保護(hù)標(biāo)記，直到混凝土凝固后才能撤除，以防應(yīng)變計組人為擾動。

　　4.4埋后工作

　　應(yīng)變計組埋設(shè)就位后應(yīng)及時測讀儀器，根據(jù)儀器編號和設(shè)計編號作好記錄并存檔，嚴(yán)格保護(hù)好儀器的引出電纜。

　　應(yīng)變計組埋設(shè)示意圖

　　4.5選取基準(zhǔn)值

　　應(yīng)變計組的測量值為實(shí)時測量值相對于基準(zhǔn)值的變化量，所以基準(zhǔn)值選取的準(zhǔn)確與否，將直接影響到測值的準(zhǔn)確性。

　　在外荷載變動不大選取相同時間、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，應(yīng)變計組安裝在混凝土中應(yīng)選取水化熱過后的測值。基準(zhǔn)值選定后應(yīng)做好記錄，作為計算的基準(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，如果兩次測值基本相同(誤差≤0.5%F.S)，則證明基準(zhǔn)值取值正確。

　　應(yīng)變計組的測量值出現(xiàn)偏差時，可用以上方法重新校準(zhǔn)基準(zhǔn)值。

　　5、測量

　　現(xiàn)場測量應(yīng)變計用VW-102A型讀數(shù)儀，將測量線一頭連接讀數(shù)儀，測量線另一頭的各色夾子對應(yīng)連接應(yīng)變計的輸出電纜，  黑、紅測頻率，白、綠測溫度。應(yīng)變計內(nèi)附有智能識別芯片，其內(nèi)存貯有該應(yīng)變計的編號、標(biāo)定系數(shù)K、溫度修正系數(shù)b等信息。用讀數(shù)儀測量時會自動將識別信息讀出，順序存入讀數(shù)儀內(nèi)，通訊給計算機(jī)，方便快速統(tǒng)計計算及查詢，使測量工作實(shí)現(xiàn)人工智能無紙化操作。

　　工程現(xiàn)場多支應(yīng)變計電纜被意外挖斷，僅用讀數(shù)儀測量一遍，就可自動識別出每支應(yīng)變計所對應(yīng)的編號及身份信息。

　　6、故障與檢查

　　紅/黑之間正常300多歐姆

　　綠/白之間測出阻值查表可以得出溫度

　　紅或黑或綠或白對地之間正常絕緣20兆歐姆以上

　　紅或黑對綠或白之間正常絕緣20兆歐姆以上

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

　　配套設(shè)備(選購)

　　·YSPT-4P 雙護(hù)套四芯屏蔽電纜

　　·VM-103 全功能讀數(shù)儀、MCU系列自動化采集模塊

　　·峟思單機(jī)版軟件、峟思云平臺

　　遵循標(biāo)準(zhǔn)

　　·GB/T 3408.2-2008 《大壩監(jiān)測儀器應(yīng)變計》

　　·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 《大壩安全檢測儀器檢驗測試規(guī)程》

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

　　·GB/T21029-2007《巖土工程儀器系列型譜》

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