本使用說明僅適用于本公司生產的VWJC型振弦式單點位移計。VWJC型振弦式單點位移計,其中包括有VWJC-100等型號,多種規格。
1用途
VWJC型振弦式單點位移計適用于長期埋設在水工結構物或土壩、土堤、邊坡等結構物內,測量結構物深層部位的位移、沉降、應變、滑移等,并可同步測量埋設點的溫度。
2規格及主要技術參數
規格代號
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VWJC-150
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VWJC-200
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VWJC-250
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測量范圍: mm
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0~150
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0~200
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0~250
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靈敏度k: mm/F
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≤0.06
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≤0.08
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≤0.1
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測量精度: F.S
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±0.1%
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±0.1%
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±0.1%
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溫度測量范圍: ℃
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-40~+150
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-40~+150
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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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±0.5
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±0.5
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儀器外徑: mm
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30
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30
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30
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儀器長度: mm
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400
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400
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500
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耐水壓: MPa
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≥1
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≥1
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≥1
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絕緣電阻: MΩ
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≥50
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≥50
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≥50
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注:頻率模數F=Hz2×10-3
3結構及工作原理
3.1結構
VWJC型振弦式單點位移計由位移傳感器、不銹鋼測桿、錨頭及護管、傳感器保護筒、觀測電纜等組成。
3.2工作原理
當被測結構物發生變形時將會通過單點位移計的錨頭帶動測桿,測桿拉動位移計產生位移變形,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,即可測出被測結構物的變形量。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,單點位移計僅受到軸向變形時,其變形量L與輸出的頻率模數△F具有如下線性關系:
L = K△F
△F = F- F0
式中: k — 單點位移計測量位移量的最小讀數,單位為mm/F;
△F — 單點位移計實時測量值相對于基準值的變化量,單位為F;
F — 單點位移計的實時測量值,單位為F;
F0 — 單點位移計的基準值,單位為F。
b) 當單點位移計不受外力作用時(儀器兩端標距不變),而溫度增加△T時,單點位移計有一個輸出量△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:
L′= k△F′+ (b - hα)△T = 0
k△F′=
- (b - hα)△T
△T = T - T0
式中: b — 單點位移計的溫度修正系數,單位為mm/℃;
△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℃;
h— 測桿長度,單位為mm;
α— 測桿的線膨脹系數,單位為10-6/℃。
注:測桿材料為不銹鋼,不銹鋼的線膨脹系數一般取16.5×10-6/℃。
c) 埋設在混凝土結構物或其它結構物內的單點位移計,受到的是變形和溫度的雙重作用,因此位移計的一般計算公式為:
Lm = k△F + (b- hα)△T = k (F - F0) + (b - hα)(T - T0)
式中:Lm — 被測結構物的位移量,單位為mm。
注:
VWJC型振弦式單點位移計中的敏感測量元件,與固定機架的材料線膨脹系數極為接近,所以其溫度修正系數b甚小。由此一般計算公式為:
Lm = k△F - hα△T = k (F - F0) - hα(T -T0)