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振弦式鋼板(應變)計
    發布時間: 2017-11-14 00:20    

VWS-10B 型振弦式鋼板(應變)計適用于長期布設在水工建筑物或其它建筑物的鋼結構上,測量鋼結構應力發生變化時的應變量,并可同步測量布設點的溫度。振弦式鋼板(應變)計包含式設計,全不銹鋼結構,安裝簡單使用可靠,并可回收重復使用。振弦式鋼板(應變)計具有智能識別功能。

本使用說明僅適用于本公司生產的VWS-10B型振弦式鋼板(應變)計,型號為VWS-10B。

1用途

VWS-10B型振弦式鋼板(應變)計適用于長期布設在水工建筑物或其它建筑物的鋼結構上,測量鋼結構應力發生變化時的應變量,并可同步測量布設點的溫度。振弦式鋼板(應變)計包含式設計,全不銹鋼結構,安裝簡單使用可靠,并可回收重復使用。振弦式鋼板(應變)計具有智能識別功能。

2規格及主要技術參數

規格代號

VWSB

  尺寸參數

測量標距L,mm

100/83

有效直徑d,mm

22

端部直徑D,mm

24

   性能參數

應變測

拉伸,10-6

1500/1750

量范圍

壓縮,10-6

1500/1750

最小讀數k,    10-6F

0.5

測量精度: F.S

±0.1%

溫度測量范圍, ℃

-25+60

溫度測量精度, ℃

±0.5

溫度修正系數b,10-6/℃

13.5

彈性模量Eg,    MPa

300800

耐水壓: MPa

0.5

絕緣電阻,     MΩ

50

 

注:頻率模數F=Hz2×10-3

3結構及工作原理

3.1結構

VWS-10B型振弦式鋼板(應變)計由應變計、安裝夾具、信號傳輸電纜等組成。

3.2工作原理

當被測鋼結構應力發生變化時,將帶動應變計產生變形,變形通過前、后端座傳遞給振弦轉變成振弦應力的變化,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,頻率信號經電纜傳輸至讀數裝置,即可測出鋼結構的應變量。同時可同步測量布設點的溫度值。

3.3計算方法

a) 當外界溫度恒定鋼板計僅受到軸向變形時,其應變量ε與輸出的頻率模數△F具有如下線性關系:

ε= kF

F = F - F0

式中: k — 鋼板計的測量靈敏度,單位為10-6/F;

F — 鋼板計實時測量值相對于基準值的變化量,單位為F;

F — 鋼板計的實時測量值,單位為F;

F0 — 鋼板計的基準值,單位為F。

b) 當鋼板計不受外力作用時(儀器兩端標距不變),而溫度增加△T時,鋼板計有一個輸出量△F′,這個輸出量僅僅是由溫度變化而引起的,因此在計算時應給以扣除。

實驗可知△F′與△T具有如下線性關系:

ε′= kF+ bT = 0

kF= -bT

T = T - T0

式中: b — 鋼板計的溫度修正系數,單位為10-6/℃;

T — 溫度實時測量值相對于基準值的變化量,單位為℃;

T — 溫度的實時測量值,單位為℃;

T0 — 溫度的基準值,單位為℃。

c) 布設在鋼結構上的鋼板計,受到的是變形和溫度的雙重作用,所以此時的溫度修正系數應為鋼板計的溫度修正系數與鋼結構物的線膨脹系數之差,因此鋼板計的一般計算公式為:

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

式中:εm — 被測鋼結構物的應變量,單位為10-6;

α — 被測鋼結構物的線膨脹系數,單位為10-6/℃。
4 儀器安裝
4.1 夾具的安裝
先將配好對的夾具和試棒固定在一起,固定時兩夾具的底部應在同一平面上,兩夾具緊固螺釘的中心距應為 100mm 或 83mm(儀器標距),最后整體焊接在被測部位。
采用 83mm 標距比采用 100mm 標距可提高傳感器的測量范圍(量程)1.2 倍,兩種標距的最小讀數和溫度修正系數的關系是:K 100 /K 83 =100/83;b 100 /b 83 =100/83??蛻艨筛鶕枰杂蛇x擇所使用的標距,出廠時根據要求配備相應的安裝試棒。
焊接時應嚴格控制安裝夾具的標距,儀器的標距將影響計算結果準確性。兩夾具的焊縫應沿著夾具的兩外邊沿進行焊接,因鋼板計的彈摸很小有少許幾個焊點即可。冷卻后即可拆下安裝試棒。

4.2 安裝鋼板計
待夾具完全冷卻后將鋼板計從夾具的一端放入,直到鋼板計沒有電纜的一端與夾具的外邊沿平齊為止,然后擰緊夾具上的緊固螺釘。
鋼板計安裝時應根據要求調整測量范圍(調整初始讀數),方法是:在儀器的后端座上有一個的螺紋孔,用配備的專用拉桿進行拉、壓調整。調整時先將有電纜一端的緊固螺釘擰緊,讀數儀連接上鋼板計,利用拉桿進行拉或壓調整,調整合適后將夾具另一端的緊固螺釘擰緊,
并卸下調整拉桿(圖 2)。

如現場需要可安裝保護罩,將電纜按設計走向固定并妥善保護好儀器的引出電纜。
5 測量
現場測量鋼板計用VW-102型讀數儀,將測量線一頭連接讀數儀,測量線另一頭的各色夾子對應連接上鋼板計的輸出電纜, 黑、紅測頻率,白、綠測溫度。鋼板計內附有智能識別芯片,其內存貯有該鋼板計的編號、標定系數K、溫度修正系數b等信息。用讀數儀測量時會自
動將識別信息讀出,順序存入讀數儀內,通訊給計算機,方便快速統計計算及查詢,使測量工作實現人工智能無紙化操作。
工程現場多支鋼板計電纜被意外挖斷,僅用讀數儀測量一遍,就可自動識別出每支鋼板計所對應的編號及身份信息。
6 鋼板計故障檢查
當鋼板計測量出現故障時,可用萬用表檢查鋼板計電纜芯線間的電阻值,其正常狀況紅、黑芯線電阻值通常為200~450Ω左右;綠、白芯線電阻值在溫度25℃時應為3kΩ左右;紅、黑線對綠、白線或對屏蔽線(裸線)間絕緣電阻值應﹥50MΩ(測量絕緣電阻時可使用100V 直流
兆歐表,萬用表測量絕緣電阻應用MΩ檔,其值應為無窮大∞)。









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