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      振弦式应变计
          发布时间: 2017-11-14 00:25    


      VWS型振弦式应变计适用于长期埋设在水工结构物或其它混凝土结构物内,测量结构物内部的应变量,并可同步测量埋设点的温度。加装配套附件可组成多向应变计组、无应力计、岩石应变计等测量应变的仪器。振弦式应变计具有智能识别功能。

        本使用说明仅适用于四川葛南仪器有限公司生产的VWS型振弦式应变计,其中包括有VWS-10VWS-15VWS-10MVWS-15M(大弹模)等系列型号。

        1用途

        VWS型振弦式应变计适用于长期埋设在水工结构物或其它混凝土结构物内,测量结构物内部的应变量,并可同步测量埋设点的温度。加装配套附件可组成多向应变计组、无应力计、岩石应变计等测量应变的仪器。大弹模应变计主要用于高仓位混凝土连续浇筑,如地下连续墙、防渗墙、灌注桩等工程场合。振弦式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

      VWS-10

      VWS-15

      VWS-10M

      VWS-15M

      尺寸参数

      标距 L   mm

      100

      150

      100

      150

      有效直径dmm

      22

      22

      22

      22

      端部直径Dmm

      33

      33

      33

      33

       性能参数

      应变测

      拉伸,10-6

      1500

      1500

      1500

      1500

      量范围

      压缩,10-6

      1500

      1500

      1500

      1500

      最小读数k10-6F

      0.5

      0.5

      0.5

      0.5

      测量精度: F.S

      ±0.1%

      ±0.1%

      ±0.1%

      ±0.1%

      温度测量范围,℃

      -25+80

      -25+80

      -25+80

      -25+80

      温度测量精度,℃

      ±0.5

      ±0.5

      ±0.5

      ±0.5

      温度修正系数b10-6/℃

      13.5

      13.5

      13.5

      13.5

      弹性模量 EgMPa

      300800

      300800

      8001500

      8001500

      耐水压,      MPa

      1

      1

      2

      2

      绝缘电阻,    MΩ

      50

      50

      50

      50

        注:频率模数F=Hz2×10-3

        3结构及工作原理

        3.1结构

        WS型振弦式应变计由前后端座、不锈钢护管、信号传输电缆、振弦及激振电磁线圈等组成。


        3.2
      工作原理

        当被测结构物内部的应力发生变化时,应变计同步感受变形,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,即可测出被测结构物内部的应变量。同时可同步测出埋设点的温度值。

        3.3计算方法

      a) 当外界温度恒定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 — 应变计的测量灵敏度,单位为10-6/F

      F — 应变计实时测量值相对于基准值的变化量,单位为F

      F — 应变计的实时测量值,单位为F

      F0 — 应变计的基准值,单位为F

      b) 当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,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具有下列线性关系:

      ε′= KF+ bT = 0

      kF= -bT

      T = T - T0

      式中: b — 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) 埋设在水工结构物或其它混凝土结构物中的应变计,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应变计的温度修正系数与被测结构物的线膨胀系数之差,因此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 4  埋设与安装
      1 4.1  简述
      应变计使用场合很广,仪器经加装一些附件可以组成多向应变计组、无应力计、岩石应变计等测量应变的仪器,这些仪器的工作情况及安装条件各不相同,所以埋设安装方法有所不同。下面主要对单向或双向应变计的埋设安装方法作一些简述,其它类型应变计的安装埋
      设方法可参照本说明。
      2 4.2  仪器的准备
      仪器到工地后即刻拆包,检查仪器在运输过程中是否有损坏或丢失,并用读数仪测读校验。仪器表面损坏影响使用的或测读校验困难的仪器,将其单独摆放,或退回厂家更换。仔细记录每只应变计的出厂编号,并检查各电缆头上是否有编号标记(没有的补作编号标记),以便于在电缆拉开后也能识别仪器。仪器电缆接长时,电缆接头应严格按操作规程操作。
      3 4.3  应变计的埋设与安装
      1 4.3.1  一般规定
      每支应变计都应按设计规定的埋设位置和方向准确的定位,并要求埋设应变计用的混凝土和被测结构物所用的混凝土标号相同。安装埋设前必须对应变计进行一次检测,发现问题可及时处理和更换,杜绝有故障的应变计被安装埋设。
      回填混凝土时在应变计附件应剔除大于 8cm 的骨料,人工分层振捣密实。混凝土下料时应距仪器 1.5cm 以上,振捣器距仪器应大于半径 0.5m。
      当施工机械化程度高,浇筑强度大时,可采用预置埋设槽的方法。该法是预先在仪器埋设部位设置槽模板,待混凝土凝固前拆除埋设槽模板,将仪器安装在槽内,然后人工回填混凝土。
      埋设完成后应做好标记,以防施工中人为损坏仪器,仪器顶部已终凝的混凝土厚达 60c以上时,上部可正常施工。
      2 4.3.2  单向或双向应变计(图 1 )

      单向应变计埋设时应首先根据力的方向在坝体或其它结构物上定位,在混凝土浇筑到埋设高程时,在该部位挖尺寸在 20、15×20×20Cm左右的坑(仪器测量标距不同),清除混凝土中直径大于 8cm 的骨料,回填混凝土人工捣密实。
      当埋设部位有钢筋时可以将应变计(包括电缆)绑扎在钢筋上, 固定仪器可采用胶带、自锁扎带、细铁丝捆扎,捆扎要保证应变计位置不易移动,但捆扎不能过紧,阻碍应变计变形。
      观测电缆同样捆扎在钢筋上,但捆扎时也要松弛,靠近仪器的地方要打回环。
      埋设多向应变计时要用多向应变计安装支座,以固定每个应变计的受力方向。
      应变计埋设要求严格可使用量角器和水平准,校对仪器的埋设角度、方向、部位。规范要求:埋设仪器的角度误差应不超过 1°,位置误差应不超过 2cm。
      应变计就位后用人工捣实应变计周围的混凝土,避免有过大的振动,以免扰动应变计的放置的方位或损伤电缆。
      埋设完成后及时测量应变计,如有损坏及时更换。电缆按规定的走向埋设,并作好电缆的保护。
      仪器埋设位置、设计编号、仪器编号、电缆长度、埋设前读数、埋设后读数等填表记录,并作好存档。
      3 4.3.3  基岩应变计( 图 2 )

      基岩应变计用以测量岩体内部的变形,应变计在岩体内不应跨越结构断面,安装在节理发育的岩体内,应变计标距可加长,使被测标距扩大。
      在埋设位置造孔(槽),埋设孔(槽)径应大于仪器的最大直径 4cm~5cm,以便留出回填固结料的空隙,仪器应位于埋设孔中心,孔(槽)内杂质要冲洗干净,排除积水。
      埋设时应用膨胀水泥填孔,为了防止膨胀水泥固结时对应变计的影响,可在应变计中间嵌一层 2mm 厚的隔离材料(如橡皮和油毛毡)。应变计受力方向的误差按规范要求应不超过±1°,埋设前后应及时检测。










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