1、用途

　　VWD-S型振弦式脱空计适用于长期测量面板坝的混凝土面板与垫料层间，及其它混凝土结构物与地基之间因变形造成的脱空，并可同步测量埋设点的温度。

　　振弦式脱空计的传感器采用的是VWD型振弦式位移计，由其加装配套附件而组成，振弦式脱空计具有参数识别功能。

　　2、规格及主要技术参数

　　注：频率模数F=Hz²×10^-3

　　3、结构及工作原理

　　3.1结构

　　VWD型振弦式脱空计由测杆、护管、后接座、二级机械负放大机构、测温元件、观测电缆、振弦及激振电磁线圈等组成。

　　(图3.1) VWD型振弦式位移计结构图

　　3.2工作原理

　　当面板坝的混凝土面板与垫层料之间发生变形时(脱空)，将会带动脱空计的测杆伸缩，经万向节传递给脱空计，脱空计内的二级机械负放大机构将变形传递给振弦，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，即可计算出被测结构物的变形量。同步测量埋设点的温度值。

　　如(图3.2)所示，脱空计布置在面板与垫层料之间，两支脱空计分别固定在AC与BC边上。面板上的两个锚固点A、B与埋设在垫层料内的锚固点C形成等边三角形两个边，其组成的平面与面板垂直，两支脱空计分别一头固定在面板上，另一头固定在垫层料的锚头上。C点与面板间的法线垂直位移的距离即为面板的脱空变化量，通过计算三角形∆ABC的高OC的变化，即AC、BC变化到A  C´、B C´的高O´C´，可计算出面板与垫层料之间的脱空变化量。

　　(图3.2)脱空计测量原理图

　　4、计算方法

　　4.1位移计计算方法

　　脱空计受到的是变形和温度的双重作用，脱空计的一般计算公式为：

　　Lm = k×△F + b×△T = k×(F - F₀)+b×(T - T₀)

　　式中：Lm—位移计的测量值，单位为mm。

　　K—位移计的测量灵敏度，单位为mm/F;

　　△F—位移计实时测量值相对于基准值的变化量，单位为F;

　　F—位移计的实时测量值，单位为F;

　　F₀—位移计的基准值，单位为F;

　　b—位移计的温度修正系数，单位为mm/℃;

　　△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℃。

　　4.2脱空计算方法

　　脱空计的计算方法可参照(图3.2)用计算三角形高的方法算出脱空的位移量，设面板两个锚头之间的距离为常数AB，两支脱空计测量出相应边的增量，各增量加上初始边长即为变化后的各边长，以此可计算出顶点(0′)到面板的垂直距离(高O´C´)，变化后三角形的高与初始之比即为实际脱空位移量。

　　一般计算O´C´公式为：

　　5、安装与埋设

　　5.1安装附件

　　VWD-S型振弦式脱空计由VWD型振弦位移计加装附件而组成，其附件见图5.1。

　　(图5.1) VWD-S型振弦式脱空计附件图

　　5.2 脱空计的组装

　　将脱空计连接上读数仪，手拉压测杆，确认读数正常后开始组装仪器。

　　将脱空计护管无密封圈的一端装上端盖，从位移计有测杆端穿入，  B型万向节有外螺纹的一端，与端盖和位移计测杆连接。在位移计的另一端用A型万向节将位移计与钢筋锚头连接起来(图5.2)。

　　按以上步骤组装成两支脱空计备用。

　　锚头与沉降板用螺栓连接牢固后，将组装好的两支脱空计前面的A型万向节分别与沉降板锚头上的两个螺杆连接，组装成完整的脱空计(图5.2)。

　　5.3 脱空计的安装

　　先设定脱空计的初始值(测量的拉压范围)，拉动测杆到设定的初始值位置，用尺量取A型和B型两万向节之间距离，两支脱空计应该一样长，将组装好的脱空计的两个钢筋锚头，分别焊接在面板钢筋上。也可先焊接在1米长的钢筋上，再将此钢筋连接钢筋网。

 (图5.2) VWD-S型振弦式脱空计安装示意图

　　安装好的脱空计应是一个等边三角形，钢筋锚头处的两个万向节为三角形的AB点，沉降板锚头为三角形的C点(近似为三角形的顶点)，如图5.2所示。

　　5.4 脱空计的埋设

　　安装好的脱空计用读数仪复测，确保完好。脱空计的沉降板是固定在垫层料中，当垫层料发生沉降时将带动沉降板，沉降板锚头带动测杆位移，即可测出沉降量。

　　当坝体填筑达到脱空计埋设高程时(即图3.2中C点)  ，将沉降板固定于埋设部位，人工回填垫层料压实沉降板，在脱空计埋设位置用模板围起来，完成坝体垫层料的铺设和碾压后取出模板，调整好脱空计的初始值位置，将脱空计的锚头焊接在面板钢筋上，继续回填垫层料并人工捣实直到填满挖坑，最后浇筑面板将脱空计埋入在坝体内(图5.4)。

　　(图5.4) VWD-S型振弦式脱空计埋设示意图

　　5.5 埋设注意事项

　　脱空计固定后，要及时量取所形成等边三角形的边长，同时将脱空计编号和所在高程坐标等数据记录下来以备计算用。安装完成后要测量脱空计的始读数，做好记录。

　　脱空计在安装前，要将脱空计的观测电缆的接长，在敷设电缆时要蛇形放线，特别是在靠近脱空计根部的电缆应留环圈状，预留足够的伸缩量。

　　观测电缆集中按设计走向敷设并做好防护，根据脱空计编号和设计编号作好记录并存档。

　　5.6选取基准值

　　脱空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。

　　在外荷载变动不大选取相同时间、稳定气温的3次相近的读数，经平均后做为基准值，脱空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。

　　脱空计的测量值出现偏差时，可用以上方法重新校准基准值。

　　6、测量

　　现场测量脱空计用VW-102A型读数仪，将测量线一头连接读数仪，测量线另一头连接各色夹子对应连接上脱空计的输出电缆，  黑、红测频率，白、绿测温度。脱空计内附有智能识别芯片，其内存贮有该脱空计的编号、标定系数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，使测量工作实现人工智能无纸化操作。

　　工程现场多支脱空计电缆被意外挖断，仅用读数仪测量一遍，就可自动识别出每支脱空计所对应的编号及身份信息。

　　7、故障检查

　　红/黑之间正常300多欧姆

　　绿/白之间测出阻值查表可以得出温度

　　红或黑或绿或白对地之间正常绝缘20兆欧姆以上

　　红或黑对绿或白之间正常绝缘20兆欧姆以上

　　如果以上测量不正常说明传感器或接头待检查，请与我司技术人员联系

　　配套选购

　　·YSPT-4P 双护套四芯屏蔽电缆

　　·VM-103 全功能读数仪、MCU 系列自动化采集模块

　　·峟思单机版软件、峟思云平台

　　遵循标准

　　·SL361-2006《大坝观测仪器位移计》

　　·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》

　　·DL/T 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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