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振弦式表面(应变)计
    发布时间: 2017-11-14 00:27    

VWSF型振弦式表面(应变)计适用于长期布设在水工结构物或其它结构物的表面,测量结构物表面的应变量,并可同步测量布设点的温度。振弦式表面(应变)计弹性模量小,与被测结构物的随动性好,测量中不会干扰原应力场,并可回收重复使用。振弦式表面(应变)计具有智能识别功能。

本使用说明仅适用于本公司生产的VWS-10F型振弦式表面应变计,型号为VWS-10F。

1用途

VWS-10F型振弦式表面(应变)计适用于长期布设在水工结构物或其它结构物的表面,测量结构物表面的应变量,并可同步测量布设点的温度。振弦式表面(应变)计弹性模量小,与被测结构物的随动性好,测量中不会干扰原应力场,并可回收重复使用。振弦式表面(应变)计具有智能识别功能。

2规格及主要技术参数

规格代号

VWSF

  尺寸参数

测量标距L,mm

100

有效直径d,mm

22

端部直径D,mm

24

 

  性能参数

 

应变测

拉伸,10-6

1500

量范围

压缩,10-6

1500

最小读数k,    10-6F

0.5

测量精度: F.S

±0.1%

温度测量范围, ℃

-25+60

温度测量精度, ℃

±0.5

温度修正系数b,10-6/℃

13.5

弹性模量Eg,    MPa

300500

耐水压: MPa

0.5

绝缘电阻,     MΩ

50

注:频率模数F=Hz2×10-3

3结构及工作原理

3.1结构

 VWSF型振弦式表面应变计由应变计、安装夹具、信号传输电缆等组成。

3.2工作原理

当被测结构物发生变形时,将带动表面应变计产生变形,变形通过前、后端座传递给振弦转变成振弦应力的变化,从而改变振弦的振动频率。电磁线圈激振振弦并测量其振动频率,频率信号经电缆传输至读数装置,即可测出引起被测结构物变形的应变量。同时可同步测出布设点的温度值。

3.3计算方法

a) 当外界温度恒定表面应变计仅受到轴向变形时,其应变量ε与输出的频率模数△F具有如下线性关系:

ε= kF

F = F - F0

式中:k — 表面应变计的测量灵敏度,单位为10-6/F;

F — 表面应变计实时测量值相对于基准值的变化量,单位为F;

F — 表面应变计的实时测量值,单位为F;

F0 — 表面应变计的基准值,单位为F。

b)当表面应变计不受外力作用时(仪器两端标距不变),而温度增加△T时,表面应变计有一个输出量△F′,这个输出量仅仅是由温度变化而造成的,因此在计算时应给以扣除。

实验可知△F′与△T具有如下线性关系:

ε′= kF+ bT = 0

kF= - bT

T = T - T0

式中:b — 表面应变计的温度修正系数,单位为10-6/℃;

T — 温度实时测量值相对于基准值的变化量,单位为℃;

T — 温度的实时测量值,单位为℃;

T0 — 温度的基准值,单位为℃。

c) 布设在混凝土结构物或其它结构物表面的表面应变计,受到的是变形和温度的双重作用,此时的温度修正系数应为表面应变计的温度修正系数与结构物的线膨胀系数之差,因此表面应变计一般计算公式为:

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

式中:εm — 被测结构物的应变量,单位为10-6;

α — 被测结构物的线膨胀系数,单位为10-6/℃。
4 仪器安装

4.1  安装夹具
安装膨胀螺栓固定的表面应变计,应先将配好对的夹具安装上试棒,安装时两夹具的底面应在同一平面上,两夹具上的紧固螺钉孔距应为 100mm(仪器标距)。利用夹具安装板上的 4个孔,在仪器需要安装的位置画点、打孔、安装膨胀螺栓,将装有试棒的夹具组用膨胀螺栓
固定上,既完成仪器夹具的安装。
安装胶粘用表面应变计,是将夹具用胶粘贴在被测结构物上。先将被测结构物需要安装夹具的部位整平打毛,将装有试棒的夹具底部的中间(在同一平面上)涂上 AB 胶(快干环氧树脂胶),再沿夹具四周涂上 502 快干胶,随即粘贴在需要监测测部位,压紧 2 分钟左右即可松
手,10 分钟左右即可粘贴牢固。
4.2 夹具固定后,轻轻拆下安装试棒,将表面应变计从夹具的一端放入,直到表面应变计各端面与夹具外边沿平齐。表面应变计安装时应根据要求调整测量范围(调整初始值),方法是:在表面应变计的前法兰端有一个螺纹孔,用配套拉杆进行拉、压调整。调整时先将有电缆一端的紧固螺钉拧紧,读数仪连接上表面应变计,利用拉杆进行拉或压调整,调整范围合适后将夹具另一端的紧固螺钉拧紧,并卸下调整拉杆(图 2)。
如现场需要的可安装?;ふ?,同时将电缆按设计走向固定好,注意?;ひ瞧鞯囊龅缋?。
5  测量
现场测量表面应变计用 VW-102A 型读数仪,将测量线一头连接读数仪,测量线另一头的各色夹子对应连接表面应变计的输出电缆, 黑、红测频率,白、绿测温度。表面应变计内附有智能识别芯片,其内存贮有该表面应变计的编号、标定系数 K、温度修正系数 b 等信息。
用读数仪测量时会自动将识别信息读出,顺序存入读数仪内,通讯给计算机,方便快速统计计算及查询,使测量工作实现人工智能无纸化操作。
工程现场多支表面应变计电缆被意外挖断,仅用读数仪测量一遍,就可自动识别出每支表面应变计所对应的编号及身份信息。
6  表面应变计故障检查
当表面应变计测量出现故障时,可用万用表检查表面应变计电缆芯线间的电阻值,其正常状况红、黑芯线电阻值通常为200~450Ω 左右;绿、白芯线电阻值在温度25℃时应为3kΩ左右;红、黑线对绿、白线或对屏蔽线(裸线)间绝缘电阻值应﹥50MΩ (测量绝缘电阻时可使
用100V 直流兆欧表,万用表测量绝缘电阻应用MΩ 档,其值应为无穷大∞)。










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