本使用說明僅適用于本公司生產(chǎn)的VWS-10B型振弦式鋼板(應(yīng)變)計，型號為VWS-10B。
1用途
VWS-10B型振弦式鋼板(應(yīng)變)計適用于長期布設(shè)在水工建筑物或其它建筑物的鋼結(jié)構(gòu)上，測量鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)力發(fā)生變化時的應(yīng)變量，并可同步測量布設(shè)點的溫度。振弦式鋼板(應(yīng)變)計包含式設(shè)計,全不銹鋼結(jié)構(gòu)，安裝簡單使用可靠，并可回收重復(fù)使用。振弦式鋼板(應(yīng)變)計具有智能識別功能。
2規(guī)格及主要技術(shù)參數(shù)
| 規(guī)格代號 | VWSB | ||
| 尺寸參數(shù) | 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(shù) | 應(yīng)變測 | 拉伸，10-6 | 1500/1750 |
| 量范圍 | 壓縮，10-6 | 1500/1750 | |
| 最小讀數(shù)k， 10-6／F | ≤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(shù)b，10-6／℃ | ≈13.5 | ||
| 彈性模量Eg, MPa | 300～800 | ||
| 耐水壓： MPa | ≥0.5 | ||
| 絕緣電阻， MΩ | ≥50 | ||
注：頻率模數(shù)F=Hz2×10-3
3結(jié)構(gòu)及工作原理
3.1結(jié)構(gòu)
VWS-10B型振弦式鋼板(應(yīng)變)計由應(yīng)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(jié)構(gòu)應(yīng)力發(fā)生變化時，將帶動應(yīng)變計產(chǎn)生變形，變形通過前、后端座傳遞給振弦轉(zhuǎn)變成振弦應(yīng)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(jīng)電纜傳輸至讀數(shù)裝置，即可測出鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)變量。同時可同步測量布設(shè)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(yīng)變量ε與輸出的頻率模數(shù)△F具有如下線性關(guān)系：
ε= k△F
△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(yīng)給以扣除。
實驗可知△F′與△T具有如下線性關(guān)系：
ε′= k△F′+ b△T = 0
k△F′= -b△T
△T = T - T0
式中： b — 鋼板計的溫度修正系數(shù)，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(shè)在鋼結(jié)構(gòu)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(shù)應(yīng)為鋼板計的溫度修正系數(shù)與鋼結(jié)構(gòu)物的線膨脹系數(shù)之差，因此鋼板計的一般計算公式為：
εm = k△F + b′△T = k (F-F0) + (b-α)(T-T0)
式中：εm — 被測鋼結(jié)構(gòu)物的應(yīng)變量，單位為10-6；
α — 被測鋼結(jié)構(gòu)物的線膨脹系數(shù)，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(yīng)在同一平面上，兩夾具緊固螺釘?shù)闹行木鄳?yīng)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(shù)和溫度修正系數(shù)的關(guān)系是：K 100 /K 83 =100/83；b 100 /b 83 =100/83?？蛻艨筛鶕?jù)需要自由選擇所使用的標距，出廠時根據(jù)要求配備相應(yīng)的安裝試棒。
焊接時應(yīng)嚴格控制安裝夾具的標距，儀器的標距將影響計算結(jié)果準確性。兩夾具的焊縫應(yīng)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*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(yīng)根據(jù)要求調(diào)整測量范圍(調(diào)整初始讀數(shù)),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(diào)整。調(diào)整時先將有電纜一端的緊固螺釘擰緊，讀數(shù)儀連接上鋼板計，利用拉桿進行拉或壓調(diào)整，調(diào)整合適后將夾具另一端的緊固螺釘擰緊，
并卸下調(diào)整拉桿(圖 2)。
如現(xiàn)場需要可安裝保護罩，將電纜按設(shè)計走向固定并妥善保護好儀器的引出電纜。
5 測量
現(xiàn)場測量鋼板計用VW-102型讀數(shù)儀，將測量線一頭連接讀數(shù)儀，測量線另一頭的各色夾子對應(yīng)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(nèi)附有智能識別芯片，其內(nèi)存貯有該鋼板計的編號、標定系數(shù)K、溫度修正系數(shù)b等信息。用讀數(shù)儀測量時會自
動將識別信息讀出，順序存入讀數(shù)儀內(nèi)，通訊給計算機，方便快速統(tǒng)計計算及查詢，使測量工作實現(xiàn)人工智能無紙化操作。
工程現(xiàn)場多支鋼板計電纜被意外挖斷，僅用讀數(shù)儀測量一遍，就可自動識別出每支鋼板計所對應(yīng)的編號及身份信息。
6 鋼板計故障檢查
當鋼板計測量出現(xiàn)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(yīng)為3kΩ左右；紅、黑線對綠、白線或?qū)ζ帘尉€(裸線)間絕緣電阻值應(yīng)﹥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(yīng)用MΩ檔，其值應(yīng)為無窮大∞)。
