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表面振弦式測縫計
    發布時間: 2017-12-05 21:15    

VWJ 型振弦式表面測縫計適用于長期布設在混凝土結構物或其它材料結構物內及表面上,測量結構物伸縮縫或周邊縫的開合度(變形),并可同步測量埋設點的溫度和智能識別功能。

本公司生產的VWJ型振弦式表面測縫計,其中包括有VWJ-12、VWJ-20、VWJ-25、VWJ-50、VWJ-100等型號。

1用途

VWJ型振弦式表面測縫計適用于長期布設在混凝土結構物或其它材料結構物內及表面上,測量結構物伸縮縫或周邊縫的開合度(變形),并可同步測量埋設點的溫度。加裝配套附件可組成基巖變位計、表面裂縫計等測量變形的儀器。      

2規格及主要技術參數

規格代號

VWJ-12

VWJ-20

VWJ-50

VWJ-100

儀器外徑: mm

30.5

30.5

30.5

30.5

儀器長度: mm

300

300

340

400

測量范圍,     mm

012

020

050

0100

最小讀數 k,   mmF

0.006

0.01

0.02

0.04

測量精度, F.S

±0.1%

±0.1%

±0.1%

±0.1%

溫度測量范圍

-25+80

溫度測量精度

±0.5

耐水壓: MPa

1

溫度修正系數b,mm/℃

0.002

絕緣電阻,     MΩ

50

注:頻率模數F=Hz2×10-3

3.計算方法:

3.1結構

VW-J型振弦式測縫計由前后端座、保護筒、信號傳輸電纜、振弦及激振電磁線圈等組成。


3.2工作原理

當被測結構物發生變形時將會帶動測縫計變化,通過前、后端座傳遞給振弦使其產生應力變化,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,即可測出被測結構物的變形量。同時可同步測量埋設點的溫度值。

  a)當外界溫度恒定測縫計僅受到軸向變形時,其變形量J與輸出的頻率模數△F具有如下線性關系:

J = KF

F = F - F0

式中:k 測縫計測量變形量的最小讀數,單位為mm/F;

     F 測縫計實時測量值相對于基準值的變化量,單位為F;

      F 測縫計的實時測量值,單位為F;

      F0 測縫計的基準值,單位為F。

  b)當測縫計不受外力作用時(儀器兩端標距不變),而溫度增加△T時,測縫計有一個輸出量△F′,這個輸出量僅僅是由溫度變化而造成的,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:

J= kF+ bT = 0

kF= -bT

T = T - T0

式中:b 測縫計的溫度修正系數,單位為mm/℃;

      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)布設在混凝土結構物或其它材料結構物內及表面上的測縫計,受到的是變形和溫度的雙重作用,因此測縫計一般計算公式為:

  Jm = kF + bT = k (F - F0) + b (T - T0)

式中:Jm—被測結構物的變形量,單位為mm。

注:

VWJ型振弦式測縫計的敏感測量元件,與機架的材料線膨脹系數為同一量級,所以實測時溫度修正系數甚小,一般計算時可用公式a。
4 埋設與安裝
測縫計使用場合很廣,儀器經加裝一些附件可以組成裂縫計、基巖變位計、錨桿計等測量變形的儀器,這些儀器的工作情況及安裝條件各不相同,所以埋設安裝方法也會有所不同。
4.1 安裝預備
儀器安裝前首先檢查是否完好。方法是:將儀器接上讀數儀,用手握住儀器兩端,向兩頭拉或向中間推壓測桿,看讀數儀讀數是否變化和正常。當確認測縫計完好后,將固定套筒卸下,準備安裝固定套筒和位移傳感器。安裝前根據設計要求確定埋設高程和方位。
4.2 電纜布設
測縫計安裝時,應將電纜導線埋在同一壩段內引出,不要分別埋設在多個壩段內(電纜跨縫,縫開合時會拉斷電纜)。雖然也可采用其他的埋設方案,電纜的跨縫的保護措施比較復雜,所以埋在同一壩段內引出比較安全方便。
4.2.1 測縫計的典型埋設步驟(圖一)
在測縫計將要安裝的位置上,先將套筒端蓋固定在左(或右)壩段的澆筑模板內表面,再把帶前端座的固定套筒擰在端蓋上,直到管口與摸板平齊,完成了儀器套筒的安裝。(1-1)
待混凝土固結后,小心拆去裝有測縫計套筒處的模板,旋開套筒端蓋,將測縫計的傳感器裝入套筒內擰緊(為便于安裝應在傳感器的表面涂黃油),然后調整測縫計安裝就位的初始工作范圍。測縫計的初始工作范圍應以能滿足測量縫可能發生的最大開合量為準,將電纜按
設計走向引出。(1-2)

安裝完成后應及時用讀數儀讀取測縫計的初始工作數據,并根據設計編號作好儀器的編號、電纜長度、初始讀數的記錄和存檔。
4.2.2 巖體與混凝土交接面上的測縫計埋設步驟(圖二)
安裝前先在測縫計安裝位置的巖體上打孔,孔徑應大于 9cm,深度為 50cm,如巖體有節理存在,視節理發育程度確定孔深,一般應大于 1 米。
在孔內填入一大半膨脹水泥砂漿,將帶有加長桿的套筒擠入孔中,使保護筒口與孔口平齊。然后將螺紋口涂上機油,筒內填滿棉紗,旋上塞蓋。
當混凝土澆至高出測縫計埋設位置 20cm 時,挖去搗實的混凝土,打開套筒端蓋,取出填塞物,旋上傳感器,回填混凝土。以上步驟也可一步完成,將帶有加長桿的套筒并已旋上測縫計一并擠入孔中。(圖二)
按需要調整好儀器的初始位置,及時測量初始值,并作好記錄。
按設計走向固定埋設電纜,保護好露天電纜,防止電纜頭進水。

4.2.3 裂縫計埋設步驟
4.2.3.1 混凝土中埋入法(圖三)
此方法適用于在建壩,除加長彎鉤桿和儀器凸緣盤外應全部用多層塑料布包裹。在埋設位置上將搗實的混凝土挖深約 20cm 的坑,將裂縫計放入,回填混凝土。其它要求同前。

4.2.3.2 挖坑埋入式(圖四)
此方法適用于已建壩,是將原安裝在表面的儀器埋入坑內便于保護。
在埋設位置上橫跨裂縫在壩體混凝土表面挖深約 20cm,長約 60cm,寬約 20cm 的坑,將裂縫計安裝在坑內,引出電纜,坑口用鐵板蓋住。其它要求同前。

4.3 注意事項
測縫計安裝定位后應及時測量儀器初值,根據儀器編號和設計編號作好記錄并存檔,嚴格保護好儀器的引出電纜。
4.4 測量
測量單支振弦式傳感器時將測量線快速插頭插在讀數儀的左邊插座上,將連接電纜夾子對應連接上傳感器的輸出電纜, 黑、紅測頻率,白、綠測溫度。









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