本使用說明僅適用于本公司生產的VWL型振弦式荷載計,其中包括有VWL-200~3000KN等系列型號。
1 用途
V
WL型振弦式荷載計適用于長期監測水工結構物及基坑、隧道等結構物鋼支撐所承受的載荷量,是了解被測結構物載荷量變化的有效監測設備,并可同步測量埋設點的溫度。振弦式荷載計具有智能識別功能。
2 規格及主要技術參數
規格代號
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VWL-200~3000
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尺寸
參數
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測力筒高L, mm
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80/90
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荷載計有效直徑D,mm
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可按承載力要求定制尺寸
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荷載計最大外徑D,mm
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可按承載力要求定制尺寸
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性能
參數
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額定載荷P, KN
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0~200~3000
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最大載荷Pm, KN
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0~250~3600
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應變計支數,
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2~6
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靈敏度,%F.S
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≤0.05
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測量精度,F.S
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±0.25%
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溫度測量范圍,℃
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-40~+150
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溫度測量精度,℃
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±0.5
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耐水壓, MPA
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≥1
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絕緣電阻,
MΩ
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≥50
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注:①F.S表示滿量程輸出;超量程為允許額定測量范圍的1.2倍內。
②頻率模數F=Hz2×10-3;F為頻率模數值(Hz^2)/1000;例:4593.7F=2143.3Hz^2/1000
3 結構及工作原理
3.1結構
VWL型振弦式荷載計由應變計、測量彈性鋼體、承載板、信號傳輸電纜等組成。
3.2工作原理
當荷載計上部承受荷載時,測量彈性鋼體將受力壓縮并產生變形,變形使彈性鋼體內的應變計感受壓縮變形,此變形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,即可測出荷載計所承受的荷載力。同時可同步測量埋設點的溫度值。
3.3計算方法:
a) 當外界溫度恒定荷載計僅受到軸向荷載時,其荷載量P與輸出的頻率模數△F具有如下線性關系:
P = k△F
△F = F - F0
式中: k — 荷載計的測量荷靈敏度,單位為kN/F;
△F — 荷載計實時測量值相對于基準值的變化量,單位為F;
F — 荷載計的實時測量值,單位為F;
F0 — 荷載計的測量基準值,單位為F。
b) 當荷載計不受外力作用時,而溫度增加△T時,荷載計有一個輸出量△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具有如下線性關系:
P′= k△F′+ b△T = 0
k△F′= -b△T
△T = T - T0
式中: b — 荷載計的溫度修正系數,單位為 kN/℃;
△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 — 溫度的測量基準值,單位為℃。
c) 設置在結構物上的荷載計,受到的是應力和溫度的雙重作用,因此荷載計一般計算公式為:
Pm = k△F + b△T = k (F - F0)
+ b (T - T0)
式中: Pm — 荷載計測量的荷載量,單位為kN(千牛)。
注:VWL型振弦式荷載計的敏感測量元件,其與測量彈性鋼體的材料線膨脹系數極為接近,試驗所得其溫度修正系數b甚小,一般計算時可用公式a。