1、用途

　　VWS-W型振弦式無應(yīng)力計(jì)適用于長(zhǎng)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(cè)量結(jié)構(gòu)物內(nèi)部混凝土自身體積變化的應(yīng)變量，并可同步測(cè)量埋設(shè)點(diǎn)的溫度。

　　振弦式無應(yīng)力計(jì)由應(yīng)變計(jì)和無應(yīng)力桶組成，振弦式無應(yīng)力計(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)

　　VWS-W型振弦式無應(yīng)力計(jì)由無應(yīng)力計(jì)、無應(yīng)力桶組成。無應(yīng)力桶是用鐵板制做的雙層(夾層8～10mm)有底無蓋的圓形桶或截頭錐形桶，該桶用來隔離桶內(nèi)混凝土中的應(yīng)變計(jì)不受外荷載的影響，但能測(cè)量由于桶內(nèi)混凝土的自生體積變化而引起的應(yīng)變量。

　　外形尺寸：高度32cmm，大口22cm，小口11cm。

　　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)，無應(yīng)力計(jì)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(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)部混凝土自身體積變化的應(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)外界溫度恒定無應(yīng)力計(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 - F₀

　　式中：ε—無應(yīng)力計(jì)的測(cè)量值，單位為10^-6;

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

　　△F—無應(yīng)力計(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—無應(yīng)力計(jì)的實(shí)時(shí)測(cè)量值，單位為F;

　　F₀—無應(yīng)力計(jì)的基準(zhǔn)值，單位為F。

　　b)  當(dāng)無應(yīng)力計(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)，無應(yīng)力計(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具有下列線性關(guān)系：

　　ε′= K×△F′+ b×△T = 0

　　k△F′= -b×△T

　　△T = T - T₀

　　式中：b—無應(yīng)力計(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℃;

　　T₀—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)物中的無應(yīng)力計(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)為無應(yīng)力計(jì)的溫度修正系數(shù)與被測(cè)結(jié)構(gòu)物的線膨脹系數(shù)之差，因此無應(yīng)力計(jì)一般計(jì)算公式為：

　　εm = k×△F + b′×△T = k×(F - F₀)+(b -α)×(T - T₀)

　　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/℃。

　　4、埋設(shè)與安裝

　　(圖1)無應(yīng)力計(jì)埋設(shè)示意圖

　　4.1準(zhǔn)備

　　先檢查無應(yīng)力計(jì)是否完好，將應(yīng)變計(jì)連接讀數(shù)儀，用手握住應(yīng)變計(jì)兩頭的凸圓，輕輕在兩端拉或壓看讀數(shù)儀測(cè)值是否正常。當(dāng)確認(rèn)應(yīng)變計(jì)完好后，將應(yīng)變計(jì)電纜一頭向上裝在無應(yīng)力桶的中間，用無應(yīng)力桶上附帶的鐵絲梆扎牢靠，應(yīng)變計(jì)在無應(yīng)力桶中上下﹑左右都應(yīng)居中。

　　應(yīng)變計(jì)就位后即向桶內(nèi)灌滿混凝土, 人工振搗密實(shí)，  混凝土應(yīng)為無應(yīng)力計(jì)將安裝部位的同標(biāo)號(hào)混凝土及配比。無應(yīng)力計(jì)澆灌混凝土應(yīng)在埋設(shè)前的48小時(shí)完成，以使無應(yīng)力計(jì)在埋設(shè)時(shí)已經(jīng)初凝,  使無應(yīng)力計(jì)就位后混凝土澆灌的沖擊力對(duì)其影響甚小。

　　4.2安裝埋設(shè)

　　埋設(shè)時(shí)，無應(yīng)力計(jì)桶的開口向下或向上擺放(視被測(cè)要求而定)，四周澆筑混凝土。在埋設(shè)區(qū)安放保護(hù)標(biāo)記，直到混凝土凝固后才能撤除，以防無應(yīng)力計(jì)人為擾動(dòng)。

　　無應(yīng)力計(jì)埋設(shè)就位后應(yīng)及時(shí)測(cè)讀儀器，根據(jù)儀器編號(hào)和設(shè)計(jì)編號(hào)作好記錄并存檔，嚴(yán)格保護(hù)好儀器的引出電纜。

　　4.3選取基準(zhǔn)值

　　無應(yīng)力計(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，無應(yīng)力計(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。

　　無應(yīng)力計(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)量無應(yīng)力計(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)連接上傳感器的輸出電纜，  黑、紅測(cè)頻率，白、綠測(cè)溫度。無應(yīng)力計(jì)內(nèi)附有智能識(shí)別芯片，其內(nèi)存貯有該傳感器的編號(hào)、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，可順序存入讀數(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)量實(shí)現(xiàn)人工智能無紙化操作。

　　工程現(xiàn)場(chǎng)多支無應(yīng)力計(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)別出每支傳感器所對(duì)應(yīng)的編號(hào)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(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(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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