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无应力计与应变计:原理差异及技术解析

时间:2025-04-11   访问量:1075

  在工程安全监测领域,应变测量是评估结构物受力状态的核心手段。南京峟思工程仪器有限公司研发的应变计无应力计,虽同属应变测量设备,却因设计理念和应用场景的差异,成为解决不同工程问题的"孪生工具"。本文将为大家深度解析二者的本质区别。

无应力计 (600).png

  一、核心功能定位

指标VWS-10F表面应变计VWS-W无应力计
测量对象结构物表面总应变(应力+非应力应变)混凝土自身体积变形(非应力应变)
适用场景桥梁、隧道衬砌、钢结构表面大坝、核电站等大体积混凝土内部
干扰抑制弹性模量匹配技术(Eg=300-800MPa)双层镀锌钢筒隔离(夹层8-10mm)
典型安装位置迎水面、应力集中区结构物中心非受力区

  二、结构设计与技术参数

  1. 机械结构差异

  VWS-10F

  采用一体化不锈钢外壳(端部直径24mm),标配可调夹具系统,支持螺栓/胶粘两种安装方式,标距固定为100mm。

  VWS-W

  由振弦式应变计(标距100/150mm)与无应力桶组成,桶体为截头锥形(高度32cm,大口22cm),内部预埋同标号细骨料混凝土,确保应力隔离。

  2. 关键性能参数对比

参数VWS-10FVWS-10WVWS-15W
标距L100mm100mm150mm
耐水压≥0.5MPa≥1MPa≥1MPa
温度修正系数b13με/℃13με/℃13με/℃
隔离效能-应力衰减≥95%应力衰减≥95%
安装耗时15min(表面快速安装)48h(预浇筑+埋设)48h(预浇筑+埋设)

  三、测量原理与数据处理

  1. 计算公式差异

  表面应变计

  εm=k×ΔF+(b−α)×ΔTεm=k×ΔF+(b−α)×ΔT

  (需扣除结构物线膨胀系数α≈8-12με/℃)

  无应力计

  εm=k×ΔF+b×ΔTεm=k×ΔF+b×ΔT

  (无外部应力干扰,仅反映材料自身变形)

  2. 温度补偿机制

  VWS-10F:内置热敏电阻(测温精度±0.5℃),自动补偿传感器温漂

  VWS-W:需外接独立温度传感器组,同步监测桶内外温差

  四、安装工艺要点对比

  1. 表面应变计安装流程

  夹具固定:间距100mm,膨胀螺栓或环氧胶粘接

  应变计调整:通过螺纹孔拉压调整初始值(量程±1500με)

  电缆防护:安装保护罩,避免机械损伤

  2. 无应力计埋设规范

  预浇筑:提前48小时用细骨料混凝土填充桶体,人工振捣密实

  居中定位:利用桶内铁丝悬吊应变计,偏差≤2mm

  埋设方向:桶口向下防止骨料冲击,距结构边界≥50cm

  五、典型故障诊断对比

故障现象VWS-10F可能原因VWS-W可能原因
频率信号丢失电缆接头氧化(电阻>300Ω)混凝土渗水导致短路(绝缘<5MΩ)
温度数据漂移传感器受日照不均桶内外温差超20℃
数据周期性波动结构物热胀冷缩(ΔT>10℃/d)地下水位变化影响桶体微变形

  南京峟思通过异化设计,实现了表面应力与材料变形的精准分离,配合峟思云平台的专业分析模块,为工程人员提供从数据采集到安全评估的完整解决方案。正确选择和应用这两类仪器,将成为把控工程质量、预防结构病害的关键技术支撑。


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