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        大坝及岩土工程安全监测仪器生产公司

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        振弦式钢筋计产品安装使用说明书
        来源:四川葛南仪器有限公司 | 作者:四川葛南仪器 13990288886 | 发布时间: 2019-04-01 | 2906 次浏览 | 分享到:
        本使用说明仅适用于四川葛南仪器有限公司生产的VWR型振弦式钢筋计,其中包括有VWR-16、VWR-18、VWR-20、VWR-22、VWR-25、VWR-28、VWR-32、VWR-36、VWR-40多种型号。VWR型振弦式钢筋计适用于长期埋设在水工结构物或其它混凝土结构物内,测量结构物内部的钢筋应力,并可同步测量埋设点的温度。加装配套附件可组成锚杆测力计、基岩应力计等测量应力的仪器。振弦式钢筋计具有智能识别功能。
        振弦式钢筋计有温度自动补偿功能,经试验温度修正系数甚小,使用中不需要温度修正。

        本使用说明仅适用于四川葛南仪器有限公司生产的VWR型振弦式钢筋计,其中包括有VWR-16、VWR-18、VWR-20、VWR-22、VWR-25、VWR-28、VWR-32、VWR-36、VWR-40多种型号。

          1用途
         
        VWR型振弦式钢筋计适用于长期埋设在水工结构物或其它混凝土结构物内,测量结构物内部的钢筋应力,并可同步测量埋设点的温度。加装配套附件可组成锚杆测力计、基岩应力计等测量应力的仪器。振弦式钢筋计具有智能识别功能。
         
        振弦式钢筋计有温度自动补偿功能,经试验温度修正系数甚小,使用中不需要温度修正。

          2规格及主要技术参数

        规格代号

        R-16

        R-18

        R-20

        R-22

        R-25

        R-28

        R-32

        R-36

        R-40

        尺寸

        参数

        连接杆直径d,  mm

        16

        18

        20

        22

        25

        28

        32

        36

        40

        钢套截面积A,  cm2

        2.01

        2.55

        3.14

        3.80

        4.91

        6.16

        8.04

        10.2

        12.6

        钢套长度L,    mm

        120/标准连接丝套

        性能

        参数

        应力测

        量范围

        拉伸, MPa

        300/400G系列)

        压缩, MPa

        200/250G系列)

        最小读数K,   MPa/F

        0.10

        分辨力,     %F.S

        0.05

        温度测量范围,  

        -25+80

        温度测量精度,   

        ±0.5

        温度修正系数b,MPa/

        ≈0.10

        耐水压,     MPa

        1

        绝缘电阻,    MΩ

        ≥50

        执行

        行标 DL/T 1136-2009

        非直线度≤1.0%F.S;不重复度≤0.5%F.S;滞后≤1.0%F.S;综合误差≤0.5%F.S;

          注:频率模数F=Hz2×10-3

          3结构及工作原理

          3.1结构

          VWR 型振弦式钢筋计由应力传感器、前后连接钢套(标准件)、振弦及激振电磁线圈、观测电缆等组成。

          3.2工作原理

          当被测结构物内部的钢筋发生应力变化时,钢筋计将受到拉伸或压缩,钢套同步产生变形,变形使钢筋计感受拉伸或压缩的变形,变形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钢筋所受的应力。同时可同步测量埋设点的温度值。

          3.3计算方法

          a) 当外界温度恒定钢筋计仅受到轴向应力时,其应力σ与输出的频率模数△F具有如下线性关系:

                 σ= kF

               △F = F - F0

             式中: k — 钢筋计的测量灵敏度,单位为MPa/F;

                △— 钢筋计实时测量值相对于基准值的变化量,单位为F;

                 F — 钢筋计的实时测量值,单位为F;

                 F— 钢筋计的基准值,单位为F。

          b) 当钢筋计不受外力作用时,而温度增加△T时,钢筋计有一个输出量△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:

                σ′= kF+ bT = 0

               kF= -bT

               △T = T - T0

             式中: b — 钢筋计的温度修正系数,单位为MPa /℃;

                 △— 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℃;

                  T— 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内的钢筋计,受到的是应力和温度的双重作用,因此钢筋计一般计算公式为:

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

             式中:σ— 被测结构物钢筋所受的应力值,单位为MPa 。

          注:VWR型振弦式钢筋计的敏感测量元件,其与测力钢套的材料线膨胀系数极为接近,振弦式钢筋计具有温度自动补偿功能,经试验测得其温度修正系数小于最小
        读数,实际使用中不需要温度修正,一般计算时可用公式a。
         4 埋设与安装
          4.1  概述
          钢筋计由应力传感器和连接钢套两部分组成,传感器用于测量,两个连接钢套用于传感器与被测钢筋的连接,从而完成力的传递。
          钢筋计是测量钢筋应力的仪器,仪器经加装一些附件可以组成锚杆测力计、基岩应力计等,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。下面主要对埋设在混凝土内的钢筋计的安装方法作一些简述,其他场合的埋设安装方法可参照进行。
          4.2  钢筋计与被测钢筋的连接方法
          钢筋计与被测钢筋的连接常用方法有两种:

          4.2.1 当工地上有剥肋直螺纹滚丝机设备,被测钢筋网未绑扎完成,将两根钢筋滚丝后直接与钢筋计两端的连接钢套旋紧,形成一整根钢筋将其就位到被测钢筋网中。
          4.2.2 当工地上有剥肋直螺纹滚丝机设备, 被测钢筋网已绑扎完成,在钢筋网准备安装钢筋计的部位截取 0.8~1m 米长钢筋(长度视配筋大小),将其一裁为二,将 2 截筋滚丝后直接与钢筋计两端的连接钢套旋紧,形成一整根钢筋后将其焊接到被截部位。
          焊接可采用对焊或搭焊在钢筋网上,搭焊长度要大于 10 倍的钢筋计直径,焊接时要给钢筋计的部位浇水冷却,使钢筋计温度不要太高,温度过高将会使钢筋计造成永久损坏,但不得在焊缝处浇水。
          4.3  钢筋计的选型
          正常情况下根据设计要求按被测钢筋的直径选配相应规格的钢筋计。当所选用的钢筋计规格与被测钢筋不匹配(或要求测量的应力范围大于所配钢筋计的测量范围时),此时可采用钢筋计标号大于被测钢筋直径的方法,但计算时 K 值要乘比例面积的换算系数。
          5 操作与使用方法
         5.1 测量
         测量振弦式钢筋计先将测量线连接VW-102型振弦读数仪,将各色夹子对应连接上钢筋计的输出电缆, 黑、红测频率,白、绿测温度。振弦式钢筋计内附有智能识别芯片,其内存贮有该钢筋计的编号、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,使测量实现人工智能无纸化操作。
         工程现场多支钢筋计电缆被意外挖断,用读数仪测量一遍,自动识别出每支钢筋计所对应的编号及身份信息。
          5.2 钢筋计故障排查
         当振弦式钢筋计测量出现故障时,可用万用表检查传感器芯线间的电阻值,其正常状况红、黑芯线电阻值通常为300Ω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∞)。
         5.3 电缆故障排查
         振弦式钢筋计电缆接长通常用型号为YSPT-4水工专用观测电缆,其电缆电阻值约为45Ω/km左右。
         5.4 用万用表测量(黑、红芯线)的电阻值:正常情况为300Ω左右,再加上电缆电阻值。
           a) 如果电阻测值正常,可能仪器损坏或进水;
           b) 如果电阻测值非常大或无穷大,电缆可能断路;
           c) 如果电阻测值非常小,电缆可能是短路。
             其表现为读数仪测量不出频率值。
         5.5 用万用表测量(白、绿芯线)的电阻值:正常情况在温度25℃时应为3kΩ左右,再加上电缆的电阻。
           a) 如果电阻测值正常,请检查读数仪及其测量连接线;
           b) 如果电阻测值非常大或无穷大,电缆可能是断路;
           c) 如果电阻测值非常小,电缆可能短路。
             其表现为读数仪测量不出温度值。
         5.7 用100V 直流兆欧表或万用表测量钢筋计芯线(红、黑线对地线,白、绿线对地线,红、黑线对白、绿线)的电阻,其测值如果很小(﹤5MΩ),可能电缆接头进水短路。
             其表现为读数仪测量正常,MCU-32自动测量单元测量频率值可能会引起测值不稳,测量温度值将比正常值偏低10~20℃左右。
          5.8 读数仪测值不稳
           a) 将屏蔽线并接到读数仪测量线的黑线夹子上;
           b) 可能电缆接头处进水,将其剪掉,重新连接;
           c) 确定钢筋计的频率范围,正确选择读数仪的激励类型;
           d) 确定钢筋计的电阻基值,正确选择读数仪的电阻基值;
           e) 检查附近是否有干扰源,如电机、发电机、天线或交流动力电缆,远离上述干扰源。
          5.9 其它
          振弦式钢筋计安装就位前、后应及时测量频率和温度值,根据钢筋计编号和设计编号作好记录并存档,特别注意?;じ纸罴菩藕乓龅缋?。
        安全监测仪器术语定义
         频率模数:振弦式传感器的测量单位之一,为输出信号频率平方的千分之一(f2/1000),以kHz2表示。
          起始值:仪器在现场零荷载下的测值。
         初始值:仪器安装后,在既定荷载下,安装影响消除后的测值。
         基准值:相对于荷载条件的计算起点的测值。
         满量程:仪器标称范围两极限之差的模,以FS表示。例如,对从-10V~+10V的标称范围,其量程为20V。
               振弦式传感器工作特性所决定的最大输出频率的平方和最小输出频率的平方的代数差。
               以频率模数(输出频率的平方除以1000)为输出量的振弦式传感器,其满量程输出可表征为其最大输出频率模数和最小输出频率模数的代数差。
         分辨力:在测量范围内,振弦式传感器所能感测的被测量的最小变化值,以满量程输出百分比表示。
         滞后:振弦式传感器在输入量作满量程变化时,对于同一输入量,传感器的正、反行程输出量的最大偏差,以满量程输出百分比表示。
         不重复度:振弦式传感器在一段时间间隔内,在相同的工作条件下,输入量从同一方向作满量程变化,多次趋近并到达同一校准点时所测量的一组输出量之间的分散程度,以满量程输出百分比表示。
         非线性度:振弦式传感器正 、反行程实际平均特性曲线相对于参比直线的最大偏差,用满量程输出的百分比来表示。
         综合误差:振弦式传感器进程平均校准曲线和回程平均校准曲线二者与工作直线的最大偏差,用满量程输出的百分比来表示;该误差是反映振弦式传感器的综合性能指标。









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