VWA型振弦式锚索测力计（参数识别）

遵循标准

JT/T 578-2004 《水运工程 钢弦式锚索测力计》

GB/T 15406-2007 《岩土工程仪器基本参数及通用技术条件》

GB/T 24105-2009 《岩土工程仪器基本环境试验条件及方法》

GB/T 13606-2007 《岩土工程仪器 振弦式传感器通用技术条件》

SL 530-2012 《大坝安全检测仪器检验测试规程》

DLT 1271-2013 《钢弦式监测仪器鉴定技术规程》

GB/T21029-2007《岩土工程仪器系列型谱》

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1、产品用途

VWA型振弦式锚索测力计适用于长期监测水工结构物及其它混凝土结构物、岩石边坡、桥梁等预应力的锚固状态，并可同步测量埋设点的温度。

振弦式锚索测力计有温度自动补偿功能，温度修正系数小于最小读数，使用中不需要温度修正。振弦式锚索测力计具有参数识别功能。

2、技术参数

3、产品结构

VWA型振弦式锚索测力计由测量钢筒、外护筒、振弦式应变计、观测电缆等组成

4、工作原理

VWA型振弦式锚索测力计在测量钢筒上均布着数支振弦式应变计，当荷载使钢筒产生变形时，应变计与钢筒同步变形，变形使应变计的振弦产生应力变化，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，即可测出引起测量钢筒变形的应变量，代入标定系数可算出锚索测力计所感受到的荷载值。

VWA型振弦式锚索测力计中的每支应变计为一个的测量单元，单支仪器即可测出测力计单边的受力状况，以此可计算出测力计受力的偏心方向及大小。由数支振弦式应变计的平均测值可计算出测力计的整体受力状况。测力计测量信号由一根多芯电缆线引出，同步测量埋设点的温度值。

VWA型振弦式锚索测力计工作条件：

a) 锚索测力计能在-30℃～+70℃的环境温度下正常工作；

b) 锚索测力计能承受0.5MPa水压力；

c) 锚索测力计绝缘电阻应＞50ＭΩ。

5、计算方法

a) 当荷载作用于测力计时，测力计的测量钢筒将产生轴向变形，其荷载量P与输出频率模数的变化量△F具有如下线性关系：             

P = k×△ F

△F = F- F₀ 

  式中：P－测力计的测量值，单位为kN(千牛)；

    k—测力计的测量灵敏度，单位为kN /F；

    △F—测力计实时测量值相对于基准值的变化量，单位为F；

    F—测力计的实时测量值，单位为F；

    F₀—测力计的基准值，单位为F。

  b) 当测力计装有多支应变计时，测力计的计算公式为：

P = k(△F₁+△F₂+△F₃+···△F_n）/ n

  式中：△F₁+△F₂+△F₃+···—测力计单支仪器实时测量值相对于基准值的变化量，单位为F；

     N—测力计上分布应变计的数量。

c) 当作用在测力计上的荷载恒定时，而温度增加△T，此时测力计有输出量△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：

P´= k×△F′+ b×△T = 0

K×△F´= -b×△T

△T = T - T₀

  式中：b—测力计的温度修正系数，单位为kN /℃；

   △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℃。

  d) 当测力计受到荷载和温度的双重作用时，测力计的一般计算公式为：

Pm = P + b×△T = k×(△F₁+△F₂+△F₃+···△F_n）/ n + b×(T - T₀)

  式中：Pm—测力计测量出的荷载量，单位为kN(千牛)。

  注：VWA型振弦式锚索测力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，计算时可用公式b。

6、安装

　　6.1、根据结构设计要求，测力计应安装在锚垫板上，钢绞线或锚索从测力计中心孔中穿过，测力计置于锚垫板和工作锚之间。6.2、安装时锚索测力计上下面与承压面之间应清理干净，不能有铁屑和沙粒，否则会影响测值，并使锚索测力计的轴线与待测索轴线同轴。

　　6.3、安装时锚索测力计应放置平稳，如发现几何偏心过大(4方向测量分挡不等值，既为有几何偏心)，应即时予以调整。

　　6.4、锚索测力计安装定位后应及时测量仪器初值(无荷载)，根据仪器编号和设计编号作好记录并存档，严格保护好仪器的引出电缆。

　　6.5、选取基准值

　　锚索测力计的测量值为实时测量值相对于基准值的变化量，所以基准值选取的准确与否，将直接影响到测值的准确性。

　　选取相同时间、稳定气温的3次相近的读数，经平均后做为基准值，锚索测力计安装在混凝土中应选取水化热过后的测值。基准值选定后应做好记录，作为计算的基准值。

　　为使基准值取的更准确，可将以上操作重复进行两次，如果两次测值基本相同(误差≤0.5%F.S)，则证明基准值取值正确。

　　锚索测力计的测量值出现偏差时，可用以上方法重新校准基准值。

VWA型振弦式锚索测力

7、测量

现场测量锚索测力计用VW-102A型读数仪，将多芯测量线快速插头插入右边插座，多芯线测量线共有6个红色夹子，将其中某1个连接上测力计观测电缆两两同色中的一根，两两同色中另一根连黑色共用线，即此测量频率。白、绿线测温度。

锚索测力计标准配置的接线表(4支应变计)：

用4芯测量线测量：测量线快速插头插入VW-102A型读数仪的左边插座上，将测量线的黑、红连接两两同色线测频率，白、绿测温度。

8、产品故障检查

当测力计测量出现故障时，可用万用表检查测力计芯线间的电阻值，其正常状况各同色芯线电阻值通常为300Ω左右；绿、白芯线电阻值在温度25℃时应为3kΩ左右；各同色芯线对绿、白线或对屏蔽线(裸线)间绝缘电阻值应﹥50MΩ(测量绝缘电阻时可用100V 直流兆欧表，万用表测量绝缘电阻应用MΩ档，其测值应为无穷大∞)。

9、电缆故障检查

　　测力计电缆接长用型号YSPT-10水工专用观测电缆，其电缆电阻值约为45Ω /km左右。

　　9.1、 用万用表测量(两两同色芯线)的电阻值：正常情况为300Ω左右，再加上电缆的电阻值。

　　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，电缆或接头断路;

　　c) 如果电阻测值非常小，电缆或接头短路。

　　其表现为读数仪测量不出频率值。

　　9.2 、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，再加上电缆的电阻值。

　　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，电缆或接头断路;

　　c) 如果电阻测值非常小，电缆或接头短路。

　　其表现为读数仪测量不出温度值。

　　9.3 、用100V 直流兆欧表或万用表测量锚索测力计芯线(两两同色线对地线，白、绿线对地线，两两同色对白、绿线)的电阻值，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型分布式模块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。

10、故障说明

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) 确定锚索测力计的频率范围，正确选择读数仪的激励类型；

d) 定锚索测力计的温度电阻基值，正确选择读数仪的电阻基值；

e) 检查附近是否有干扰源，如电动机、发电机、天线或交流动力电缆，远离上述干扰源。

11、注意事项

　　锚索测力计安装就位前、后都应测量其频率和温度值，根据锚索测力计编号和设计编号作好记录并存档，特别注意保护好测力计的信号引出电缆。