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振弦式鋼筋計(jì)

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產(chǎn)品簡(jiǎn)介

VWR 型振弦式鋼筋計(jì)適用于長(zhǎng)期埋設(shè)在水工結(jié)構(gòu)物或其它混凝土結(jié)構(gòu)物內(nèi)，測(cè)量結(jié)構(gòu)物內(nèi)部的鋼筋應(yīng)力，并可同步測(cè)量埋設(shè)點(diǎn)的溫度。加裝配套附件可組成錨桿測(cè)力計(jì)、基巖應(yīng)力計(jì)等測(cè)量應(yīng)力的儀器。振弦式鋼筋計(jì)具有智能識(shí)別功能。

詳細(xì)介紹

本使用說明僅適用于四川葛南儀器有限公司生產(chǎn)的VWR型振弦式鋼筋計(jì)，其中包括有VWR-16、VWR-18、VWR-20、VWR-22、VWR-25、VWR-28、VWR-32、VWR-36、VWR-40多種型號(hào)。

1用途
VWR型振弦式鋼筋計(jì)適用于長(zhǎng)期埋設(shè)在水工結(jié)構(gòu)物或其它混凝土結(jié)構(gòu)物內(nèi)，測(cè)量結(jié)構(gòu)物內(nèi)部的鋼筋應(yīng)力，并可同步測(cè)量埋設(shè)點(diǎn)的溫度。加裝配套附件可組成錨桿測(cè)力計(jì)、基巖應(yīng)力計(jì)等測(cè)量應(yīng)力的儀器。振弦式鋼筋計(jì)具有智能識(shí)別功能。
振弦式鋼筋計(jì)有溫度自動(dòng)補(bǔ)償功能，經(jīng)試驗(yàn)溫度修正系數(shù)甚小，使用中不需要溫度修正。

2規(guī)格及主要技術(shù)參數(shù)

規(guī)格代號(hào)			R-16	R-18	R-20	R-22	R-25	R-28	R-32	R-36	R-40
尺寸參數(shù)	連接桿直徑d， mm		16	18	20	22	25	28	32	36	40
	鋼套截面積A， cm²		2.01	2.55	3.14	3.80	4.91	6.16	8.04	10.2	12.6
	鋼套長(zhǎng)度L， mm		120/標(biāo)準(zhǔn)連接絲套
性能參數(shù)	應(yīng)力測(cè) 量范圍	拉伸， MPa	300/400（G系列）
		壓縮， MPa	200/250（G系列）
	最小讀數(shù)K， MPa/F		≤0.10
	分辨力， %F.S		≤0.05
	溫度測(cè)量范圍， ℃		-25～+80
	溫度測(cè)量精度， ℃		±0.5
	溫度修正系數(shù)b，MPa/℃		≈0.10
	耐水壓， MPa		≥1
	絕緣電阻， MΩ		≥50
執(zhí)行	行標(biāo) DL/T 1136-2009		非直線度≤1.0%F.S；不重復(fù)度≤0.5%F.S；滯后≤1.0%F.S；綜合誤差≤0.5%F.S；

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)

VWR 型振弦式鋼筋計(jì)由應(yīng)力傳感器、前后連接鋼套(標(biāo)準(zhǔn)件）、振弦及激振電磁線圈、觀測(cè)電纜等組成。

3.2工作原理

當(dāng)被測(cè)結(jié)構(gòu)物內(nèi)部的鋼筋發(fā)生應(yīng)力變化時(shí)，鋼筋計(jì)將受到拉伸或壓縮，鋼套同步產(chǎn)生變形，變形使鋼筋計(jì)感受拉伸或壓縮的變形，變形傳遞給振弦轉(zhuǎn)變成振弦應(yīng)力的變化，從而改變振弦的振動(dòng)頻率。電磁線圈激振振弦并測(cè)量其振動(dòng)頻率，頻率信號(hào)經(jīng)電纜傳輸至讀數(shù)裝置，即可測(cè)出被測(cè)結(jié)構(gòu)物內(nèi)鋼筋所受的應(yīng)力。同時(shí)可同步測(cè)量埋設(shè)點(diǎn)的溫度值。

3.3計(jì)算方法

a) 當(dāng)外界溫度恒定鋼筋計(jì)僅受到軸向應(yīng)力時(shí)，其應(yīng)力σ與輸出的頻率模數(shù)△F具有如下線性關(guān)系：

σ= k△F

△F = F - F0

式中： k — 鋼筋計(jì)的測(cè)量靈敏度，單位為MPa/F；

△F — 鋼筋計(jì)實(shí)時(shí)測(cè)量值相對(duì)于基準(zhǔn)值的變化量，單位為F；

F — 鋼筋計(jì)的實(shí)時(shí)測(cè)量值，單位為F；

F0 — 鋼筋計(jì)的基準(zhǔn)值，單位為F。

b) 當(dāng)鋼筋計(jì)不受外力作用時(shí)，而溫度增加△T時(shí)，鋼筋計(jì)有一個(gè)輸出量△F′，這個(gè)輸出量?jī)H僅是由溫度變化而造成的，因此在計(jì)算時(shí)應(yīng)給以扣除。

實(shí)驗(yàn)可知△F′與△T具有如下線性關(guān)系：

σ′= k△F′+ b△T = 0

k△F′= -b△T

△T = T - T0

式中： b — 鋼筋計(jì)的溫度修正系數(shù)，單位為MPa /℃；

△T — 溫度實(shí)時(shí)測(cè)量值相對(duì)于基準(zhǔn)值的變化量，單位為℃；

T — 溫度的實(shí)時(shí)測(cè)量值，單位為℃；

T0 — 溫度的基準(zhǔn)值，單位為℃。

c) 埋設(shè)在水工結(jié)構(gòu)物或其它混凝土結(jié)構(gòu)物內(nèi)的鋼筋計(jì)，受到的是應(yīng)力和溫度的雙重作用，因此鋼筋計(jì)一般計(jì)算公式為：

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

式中：σm — 被測(cè)結(jié)構(gòu)物鋼筋所受的應(yīng)力值，單位為MPa 。

注：VWR型振弦式鋼筋計(jì)的敏感測(cè)量元件，其與測(cè)力鋼套的材料線膨脹系數(shù)極為接近，振弦式鋼筋計(jì)具有溫度自動(dòng)補(bǔ)償功能，經(jīng)試驗(yàn)測(cè)得其溫度修正系數(shù)小于最小
讀數(shù)，實(shí)際使用中不需要溫度修正，一般計(jì)算時(shí)可用公式a。
4 埋設(shè)與安裝
4.1 概述
鋼筋計(jì)由應(yīng)力傳感器和連接鋼套兩部分組成，傳感器用于測(cè)量，兩個(gè)連接鋼套用于傳感器與被測(cè)鋼筋的連接，從而完成力的傳遞。
鋼筋計(jì)是測(cè)量鋼筋應(yīng)力的儀器，儀器經(jīng)加裝一些附件可以組成錨桿測(cè)力計(jì)、基巖應(yīng)力計(jì)等，這些儀器的工作情況及安裝條件各不相同，所以埋設(shè)安裝方法有所不同。下面主要對(duì)埋設(shè)在混凝土內(nèi)的鋼筋計(jì)的安裝方法作一些簡(jiǎn)述，其他場(chǎng)合的埋設(shè)安裝方法可參照進(jìn)行。
4.2 鋼筋計(jì)與被測(cè)鋼筋的連接方法
鋼筋計(jì)與被測(cè)鋼筋的連接常用方法有兩種：

4.2.1 當(dāng)工地上有剝肋直螺紋滾絲機(jī)設(shè)備，被測(cè)鋼筋網(wǎng)未綁扎完成，將兩根鋼筋滾絲后直接與鋼筋計(jì)兩端的連接鋼套旋緊，形成一整根鋼筋將其就位到被測(cè)鋼筋網(wǎng)中。
4.2.2 當(dāng)工地上有剝肋直螺紋滾絲機(jī)設(shè)備, 被測(cè)鋼筋網(wǎng)已綁扎完成，在鋼筋網(wǎng)準(zhǔn)備安裝鋼筋計(jì)的部位截取 0.8～1m 米長(zhǎng)鋼筋(長(zhǎng)度視配筋大小)，將其一裁為二，將 2 截筋滾絲后直接與鋼筋計(jì)兩端的連接鋼套旋緊，形成一整根鋼筋后將其焊接到被截部位。
焊接可采用對(duì)焊或搭焊在鋼筋網(wǎng)上，搭焊長(zhǎng)度要大于 10 倍的鋼筋計(jì)直徑，焊接時(shí)要給鋼筋計(jì)的部位澆水冷卻，使鋼筋計(jì)溫度不要太高，溫度過高將會(huì)使鋼筋計(jì)造成損壞，但不得在焊縫處澆水。
4.3 鋼筋計(jì)的選型
正常情況下根據(jù)設(shè)計(jì)要求按被測(cè)鋼筋的直徑選配相應(yīng)規(guī)格的鋼筋計(jì)。當(dāng)所選用的鋼筋計(jì)規(guī)格與被測(cè)鋼筋不匹配(或要求測(cè)量的應(yīng)力范圍大于所配鋼筋計(jì)的測(cè)量范圍時(shí))，此時(shí)可采用鋼筋計(jì)標(biāo)號(hào)大于被測(cè)鋼筋直徑的方法，但計(jì)算時(shí) K 值要乘比例面積的換算系數(shù)。
5 操作與使用方法
5.1 測(cè)量
測(cè)量振弦式鋼筋計(jì)先將測(cè)量線連接VW-102型振弦讀數(shù)儀，將各色夾子對(duì)應(yīng)連接上鋼筋計(jì)的輸出電纜，黑、紅測(cè)頻率，白、綠測(cè)溫度。振弦式鋼筋計(jì)內(nèi)附有智能識(shí)別芯片，其內(nèi)存貯有該鋼筋計(jì)的編號(hào)、系數(shù)K、溫度修正系數(shù)b等信息。用讀數(shù)儀測(cè)量時(shí)會(huì)自動(dòng)將識(shí)別信息讀出，順序存入讀數(shù)儀內(nèi)，通訊給計(jì)算機(jī)，方便快速統(tǒng)計(jì)計(jì)算及查詢，使測(cè)量實(shí)現(xiàn)人工智能無紙化操作。
工程現(xiàn)場(chǎng)多支鋼筋計(jì)電纜被意外挖斷，用讀數(shù)儀測(cè)量一遍，自動(dòng)識(shí)別出每支鋼筋計(jì)所對(duì)應(yīng)的編號(hào)及身份信息。
5.2 鋼筋計(jì)故障排查
當(dāng)振弦式鋼筋計(jì)測(cè)量出現(xiàn)故障時(shí)，可用萬用表檢查傳感器芯線間的電阻值，其正常狀況紅、黑芯線電阻值通常為300Ω左右；綠、白芯線電阻值在溫度25℃時(shí)應(yīng)為3kΩ左右；紅、黑線對(duì)綠、白線或?qū)ζ帘尉€(裸線)間絕緣電阻值應(yīng)﹥50MΩ(測(cè)量絕緣電阻時(shí)可使用100V 直流兆歐表，萬用表測(cè)量絕緣電阻應(yīng)用MΩ檔，其值應(yīng)為無窮大∞)。
5.3 電纜故障排查
振弦式鋼筋計(jì)電纜接長(zhǎng)通常用型號(hào)為YSPT－4水工專用觀測(cè)電纜，其電纜電阻值約為45Ω/km左右。
5.4 用萬用表測(cè)量(黑、紅芯線)的電阻值：正常情況為300Ω左右，再加上電纜電阻值。
a) 如果電阻測(cè)值正常，可能儀器損壞或進(jìn)水；
b) 如果電阻測(cè)值非常大或無窮大，電纜可能斷路；
c) 如果電阻測(cè)值非常小，電纜可能是短路。
其表現(xiàn)為讀數(shù)儀測(cè)量不出頻率值。
5.5 用萬用表測(cè)量(白、綠芯線)的電阻值：正常情況在溫度25℃時(shí)應(yīng)為3kΩ左右，再加上電纜的電阻。
a) 如果電阻測(cè)值正常，請(qǐng)檢查讀數(shù)儀及其測(cè)量連接線；
b) 如果電阻測(cè)值非常大或無窮大，電纜可能是斷路；
c) 如果電阻測(cè)值非常小，電纜可能短路。
其表現(xiàn)為讀數(shù)儀測(cè)量不出溫度值。
5.7 用100V 直流兆歐表或萬用表測(cè)量鋼筋計(jì)芯線(紅、黑線對(duì)地線，白、綠線對(duì)地線，紅、黑線對(duì)白、綠線)的電阻，其測(cè)值如果很小(﹤5MΩ)，可能電纜接頭進(jìn)水短路。
其表現(xiàn)為讀數(shù)儀測(cè)量正常，MCU-32自動(dòng)測(cè)量單元測(cè)量頻率值可能會(huì)引起測(cè)值不穩(wěn)，測(cè)量溫度值將比正常值偏低10～20℃左右。
5.8 讀數(shù)儀測(cè)值不穩(wěn)
a) 將屏蔽線并接到讀數(shù)儀測(cè)量線的黑線夾子上；
b) 可能電纜接頭處進(jìn)水，將其剪掉，重新連接；
c) 確定鋼筋計(jì)的頻率范圍，正確選擇讀數(shù)儀的激勵(lì)類型；
d) 確定鋼筋計(jì)的電阻基值，正確選擇讀數(shù)儀的電阻基值；
e) 檢查附近是否有干擾源，如電機(jī)、發(fā)電機(jī)、天線或交流動(dòng)力電纜，遠(yuǎn)離上述干擾源。
5.9 其它
振弦式鋼筋計(jì)安裝就位前、后應(yīng)及時(shí)測(cè)量頻率和溫度值，根據(jù)鋼筋計(jì)編號(hào)和設(shè)計(jì)編號(hào)作好記錄并存檔，特別注意保護(hù)鋼筋計(jì)信號(hào)引出電纜。
安全監(jiān)測(cè)儀器術(shù)語定義
頻率模數(shù)：振弦式傳感器的測(cè)量單位之一，為輸出信號(hào)頻率平方的千分之一（f2/1000），以kHz2表示。
起始值：儀器在現(xiàn)場(chǎng)零荷載下的測(cè)值。
初始值：儀器安裝后，在既定荷載下，安裝影響消除后的測(cè)值。
基準(zhǔn)值：相對(duì)于荷載條件的計(jì)算起點(diǎn)的測(cè)值。
滿量程：儀器標(biāo)稱范圍兩極限之差的模，以FS表示。例如，對(duì)從－10V～＋10V的標(biāo)稱范圍，其量程為20V。
振弦式傳感器工作特性所決定的輸出頻率的平方和最小輸出頻率的平方的代數(shù)差。
以頻率模數(shù)（輸出頻率的平方除以1000）為輸出量的振弦式傳感器，其滿量程輸出可表征為其輸出頻率模數(shù)和最小輸出頻率模數(shù)的代數(shù)差。
分辨力：在測(cè)量范圍內(nèi)，振弦式傳感器所能感測(cè)的被測(cè)量的最小變化值，以滿量程輸出百分比表示。
滯后：振弦式傳感器在輸入量作滿量程變化時(shí)，對(duì)于同一輸入量，傳感器的正、反行程輸出量的偏差，以滿量程輸出百分比表示。
不重復(fù)度：振弦式傳感器在一段時(shí)間間隔內(nèi)，在相同的工作條件下，輸入量從同一方向作滿量程變化，多次趨近并到達(dá)同一校準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)所測(cè)量的一組輸出量之間的分散程度，以滿量程輸出百分比表示。
非線性度：振弦式傳感器正、反行程實(shí)際平均特性曲線相對(duì)于參比直線的偏差，用滿量程輸出的百分比來表示。
綜合誤差：振弦式傳感器進(jìn)程平均校準(zhǔn)曲線和回程平均校準(zhǔn)曲線二者與工作直線的偏差，用滿量程輸出的百分比來表示；該誤差是反映振弦式傳感器的綜合性能指標(biāo)。