1、用途

　　VWS-W型振弦式无应力计适用于长期埋设在水工结构物或其它混凝土结构物内，测量结构物内部混凝土自身体积变化的应变量，并可同步测量埋设点的温度。

　　振弦式无应力计由应变计和无应力桶组成，振弦式无应力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

　　VWS-W型振弦式无应力计由无应力计、无应力桶组成。无应力桶是用铁板制做的双层(夹层8～10mm)有底无盖的圆形桶或截头锥形桶，该桶用来隔离桶内混凝土中的应变计不受外荷载的影响，但能测量由于桶内混凝土的自生体积变化而引起的应变量。

　　外形尺寸：高度32cmm，大口22cm，小口11cm。

　　3.2工作原理

　　当被测结构物内部的应力发生变化时，无应力计同步感受变形，变形通过前、后端座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部混凝土自身体积变化的应变量。同步测量埋设点的温度值。

　　3.3计算方法

　　a) 当外界温度恒定无应力计仅受到轴向变形时，其应变量ε与输出的频率模数△F具有如下线性关系：

　　ε= k×△F

　　△F = F - F₀

　　式中：ε—无应力计的测量值，单位为10^-6;

　　k—无应力计的测量灵敏度，单位为10^-6/F;

　　△F—无应力计实时测量值相对于基准值的变化量，单位为F;

　　F—无应力计的实时测量值，单位为F;

　　F₀—无应力计的基准值，单位为F。

　　b)  当无应力计不受外力作用时(仪器两端标距不变)，而温度增加△T时，无应力计有输出量△F´，这个输出量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具有下列线性关系：

　　ε´= K×△F´+ b×△T = 0

　　k△F´= -b×△T

　　△T = T - T₀

　　式中：b—无应力计的温度修正系数，单位为10^-6/℃;

　　△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℃。

　　c)  埋设在水工结构物或其它混凝土结构物中的无应力计，受到的是变形和温度的双重作用，此时的温度修正系数为无应力计的温度修正系数与被测结构物的线膨胀系数之差，因此无应力计一般计算公式为：

　　εm = k×△F + b′×△T = k×(F - F₀)+(b -α)×(T - T₀)

　　式中：εm—被测结构物的应变量，单位为10^-6;

　　α—被测结构物的线膨胀系数，单位为10^-6/℃;

　　混凝土的线膨胀系数通常取值为：α≈8～12×10^-6/℃。

　　4、埋设与安装

　　(图1)无应力计埋设示意图

　　4.1准备

　　先检查无应力计是否完好，将应变计连接读数仪，用手握住应变计两头的凸圆，轻轻在两端拉或压看读数仪测值是否正常。当确认应变计完好后，将应变计电缆一头向上装在无应力桶的中间，用无应力桶上附带的铁丝梆扎牢靠，应变计在无应力桶中上下﹑左右都应居中。

　　应变计就位后即向桶内灌满混凝土, 人工振捣密实，  混凝土应为无应力计将安装部位的同标号混凝土及配比。无应力计浇灌混凝土应在埋设前的48小时完成，以使无应力计在埋设时已经初凝,  使无应力计就位后混凝土浇灌的冲击力对其影响甚小。

　　4.2安装埋设

　　埋设时，无应力计桶的开口向下或向上摆放(视被测要求而定)，四周浇筑混凝土。在埋设区安放保护标记，直到混凝土凝固后才能撤除，以防无应力计人为扰动。

　　无应力计埋设就位后应及时测读仪器，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。

　　4.3选取基准值

　　无应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。

　　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，无应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。

　　无应力计的测量值出现偏差时，可用以上方法重新校准基准值。

　　5、测量

　　现场测量无应力计用VW-102A型读数仪，将测量线一头连接读数仪，测量线另一头的各色夹子对应连接上传感器的输出电缆，  黑、红测频率，白、绿测温度。无应力计内附有智能识别芯片，其内存贮有该传感器的编号、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，可顺序存入读数仪内，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。

　　工程现场多支无应力计电缆被意外挖断，仅用读数仪测量一遍，就可自动识别出每支传感器所对应的编号及身份信息。

　　6、故障与检查

　　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

　　配套设备(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

　　·GB/T 3408.2-2008 《大坝监测仪器应变计》

　　·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》

　　·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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