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四川葛南儀器有限公司
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VWS型振弦式應變計適用于長期埋設在水工結構物或其它混凝土結構物內，測量結構物內部的應變量，并可同步測量埋設點的溫度。加裝配套附件可組成多向應變計組、無應力計、巖石應變計等測量應變的儀器。振弦式應變計具有智能識別功能。
本使用說明僅適用于四川葛南儀器有限公司生產的VWS型振弦式應變計，其中包括有VWS-10、VWS-15、VWS-10M、VWS-15M(大彈模)等系列型號。
1用途
VWS型振弦式應變計適用于長期埋設在水工結構物或其它混凝土結構物內，測量結構物內部的應變量，并可同步測量埋設點的溫度。加裝配套附件可組成多向應變計組、無應力計、巖石應變計等測量應變的儀器。大彈模應變計主要用于高倉位混凝土連續澆筑，如地下連續墻、防滲墻、灌注樁等工程場合。振弦式應變計具有智能識別功能。
2規格及主要技術參數
| 規格代號 | VWS-10 | VWS-15 | VWS-10M | VWS-15M | ||
| 尺寸參數 | 標距 L， mm | 100 | 150 | 100 | 150 | |
| 有效直徑d，mm | 22 | 22 | 22 | 22 | ||
| 端部直徑D，mm | 33 | 33 | 33 | 33 | ||
| 性能參數 | 應變測 | 拉伸，10-6 | 1500 | 1500 | 1500 | 1500 |
| 量范圍 | 壓縮，10-6 | 1500 | 1500 | 1500 | 1500 | |
| 最小讀數k，10-6／F | ≤0.5 | ≤0.5 | ≤0.5 | ≤0.5 | ||
| 測量精度： F.S | ±0.1% | ±0.1% | ±0.1% | ±0.1% | ||
| 溫度測量范圍，℃ | -25～+80 | -25～+80 | -25～+80 | -25～+80 | ||
| 溫度測量精度，℃ | ±0.5 | ±0.5 | ±0.5 | ±0.5 | ||
| 溫度修正系數b，10-6／℃ | ≈13.5 | ≈13.5 | ≈13.5 | ≈13.5 | ||
| 彈性模量 Eg， MPa | 300～800 | 300～800 | 800～1500 | 800～1500 | ||
| 耐水壓， MPa | ≥1 | ≥1 | ≥2 | ≥2 | ||
| 絕緣電阻， MΩ | ≥50 | ≥50 | ≥50 | ≥50 | ||
3結構及工作原理
3.1結構
WS型振弦式應變計由前后端座、不銹鋼護管、信號傳輸電纜、振弦及激振電磁線圈等組成。
3.2工作原理
當被測結構物內部的應力發生變化時，應變計同步感受變形，變形通過前、后端座傳遞給振弦轉變成振弦應力的變化，從而改變振弦的振動頻率。電磁線圈激振振弦并測量其振動頻率，頻率信號經電纜傳輸至讀數裝置，即可測出被測結構物內部的應變量。同時可同步測出埋設點的溫度值。
3.3計算方法
a) 當外界溫度恒定應變計僅受到軸向變形時，其應變量ε與輸出的頻率模數△F具有如下線性關系：
ε= k△F
△F = F - F0
式中： k — 應變計的測量靈敏度，單位為10-6/F；
△F — 應變計實時測量值相對于基準值的變化量，單位為F；
F — 應變計的實時測量值，單位為F；
F0 — 應變計的基準值，單位為F。
b) 當應變計不受外力作用時(儀器兩端標距不變)，而溫度增加△T時，應變計有一個輸出量△F′，這個輸出量僅僅是由溫度變化而造成的，因此在計算時應給以扣除。
實驗可知△F′與△T具有下列線性關系：
ε′= K△F′+ b△T = 0
k△F′= -b△T
△T = T - T0
式中： b — 應變計的溫度修正系數，單位為10-6/℃；
△T — 溫度實時測量值相對于基準值的變化量，單位為℃；
T — 溫度的實時測量值，單位為℃；
T0 — 溫度的基準值，單位為℃。
c) 埋設在水工結構物或其它混凝土結構物中的應變計，受到的是變形和溫度的雙重作用，此時的溫度修正系數應為應變計的溫度修正系數與被測結構物的線膨脹系數之差，因此應變計一般計算公式為：
εm = k△F + b′△T = k (F - F0)+ (b -α)(T - T0)
式中：εm — 被測結構物的應變量，單位為10-6；
α— 被測結構物的線膨脹系數，單位為10-6／℃。
4 4 埋設與安裝
1 4.1 簡述
應變計使用場合很廣，儀器經加裝一些附件可以組成多向應變計組、無應力計、巖石應變計等測量應變的儀器，這些儀器的工作情況及安裝條件各不相同，所以埋設安裝方法有所不同。下面主要對單向或雙向應變計的埋設安裝方法作一些簡述，其它類型應變計的安裝埋
設方法可參照本說明。
2 4.2 儀器的準備
儀器到工地后即刻拆包，檢查儀器在運輸過程中是否有損壞或丟失，并用讀數儀測讀校驗。儀器表面損壞影響使用的或測讀校驗困難的儀器，將其單獨擺放，或退回廠家更換。仔細記錄每只應變計的出廠編號，并檢查各電纜頭上是否有編號標記(沒有的補作編號標記)，以便于在電纜拉開后也能識別儀器。儀器電纜接長時，電纜接頭應嚴格按操作規程操作。
3 4.3 應變計的埋設與安裝
1 4.3.1 一般規定
每支應變計都應按設計規定的埋設位置和方向準確的定位，并要求埋設應變計用的混凝土和被測結構物所用的混凝土標號相同。安裝埋設前必須對應變計進行一次檢測，發現問題可及時處理和更換，杜絕有故障的應變計被安裝埋設。
回填混凝土時在應變計附件應剔除大于 8cm 的骨料，人工分層振搗密實。混凝土下料時應距儀器 1.5cm 以上，振搗器距儀器應大于半徑 0.5m。
當施工機械化程度高，澆筑強度大時，可采用預置埋設槽的方法。該法是預先在儀器埋設部位設置槽模板，待混凝土凝固前拆除埋設槽模板，將儀器安裝在槽內，然后人工回填混凝土。
埋設完成后應做好標記，以防施工中人為損壞儀器，儀器頂部已終凝的混凝土厚達 60c以上時，上部可正常施工。
2 4.3.2 單向或雙向應變計（圖 1 ）
單向應變計埋設時應首先根據力的方向在壩體或其它結構物上定位，在混凝土澆筑到埋設高程時，在該部位挖尺寸在 20、15×20×20Cｍ左右的坑(儀器測量標距不同)，清除混凝土中直徑大于 8cm 的骨料，回填混凝土人工搗密實。
當埋設部位有鋼筋時可以將應變計(包括電纜)綁扎在鋼筋上, 固定儀器可采用膠帶、自鎖扎帶、細鐵絲捆扎，捆扎要保證應變計位置不易移動，但捆扎不能過緊，阻礙應變計變形。
觀測電纜同樣捆扎在鋼筋上，但捆扎時也要松弛，靠近儀器的地方要打回環。
埋設多向應變計時要用多向應變計安裝支座，以固定每個應變計的受力方向。
應變計埋設要求嚴格可使用量角器和水平準，校對儀器的埋設角度、方向、部位。規范要求：埋設儀器的角度誤差應不超過 1°，位置誤差應不超過 2cm。
應變計就位后用人工搗實應變計周圍的混凝土，避免有過大的振動，以免擾動應變計的放置的方位或損傷電纜。
埋設完成后及時測量應變計，如有損壞及時更換。電纜按規定的走向埋設，并作好電纜的保護。
儀器埋設位置、設計編號、儀器編號、電纜長度、埋設前讀數、埋設后讀數等填表記錄，并作好存檔。
3 4.3.3 基巖應變計( 圖 2 )
基巖應變計用以測量巖體內部的變形，應變計在巖體內不應跨越結構斷面，安裝在節理發育的巖體內，應變計標距可加長，使被測標距擴大。
在埋設位置造孔(槽)，埋設孔(槽)徑應大于儀器的直徑 4cm～5cm，以便留出回填固結料的空隙，儀器應位于埋設孔中心,孔(槽)內雜質要沖洗干凈，排除積水。
埋設時應用膨脹水泥填孔，為了防止膨脹水泥固結時對應變計的影響，可在應變計中間嵌一層 2mm 厚的隔離材料(如橡皮和油毛氈)。應變計受力方向的誤差按規范要求應不超過±1°，埋設前后應及時檢測。
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