本使用说明仅适用于本公司生产的VWLB型振弦式轴力计(反力计),其中包括有、其中包括有VWL-200~3000kN 系列型号。
1 用途
VWLB型振弦式轴力计(反力计)适用于长期监测水工结构物及基坑、隧道等结构物钢支撑所承受的载荷量,是了解被测结构物载荷量变化的有效监测设备,并可同步测量埋设点的温度。振弦式轴力计(反力计)具有智能识别功能。
2 规格及主要技术参数
规格代号 | VWLB-200~3000 |
尺寸参数 | 测力筒高L:mm | 80/90 |
轴力计(反力计)最大外径d:mm | 定制 |
轴力计(反力计)有效直径d: mm | 定制 |
性能参数 | 额定载荷P : kN | 0~200~3000 |
最大载荷Pm:kN | 0~250~3600 |
应变计支数: | 2~6 |
灵敏度:%F.S | ≤ 0.05 |
测量精度: F.S | ±0.25% |
温度测量范围: ℃ | -40~+150 |
温度测量精度: ℃ | ±0.5 |
耐水压: MPa | ≥0.5 |
绝缘电阻: MΩ | ≥50 |
注:频率模数F=Hz2×10-3
3 结构及工作原理
3.1结构
VWL型振弦式轴力计(反力计)由应变计、测量弹性钢体、承载板、信号传输电缆等组成。
3.2工作原理
当轴力计(反力计)上部承受荷载时,测量弹性钢体将受力压缩并产生变形,变形使弹性钢体内的应变计感受压缩变形,此变形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,即可测出轴力计(反力计)所承受的荷载力。同时可同步测量埋设点的温度值。
3.3计算方法
a) 当外界温度恒定轴力计(反力计)仅受到轴向荷载时,其荷载量P与输出的频率模数△F具有如下线性关系:
P = k△F
△F = F - F0
式中: k — 轴力计(反力计)的测量荷灵敏度,单位为kN/F;
△F — 轴力计(反力计)实时测量值相对于基准值的变化量,单位为F;
F — 轴力计(反力计)的实时测量值,单位为F;
F0 — 轴力计(反力计)的测量基准值,单位为F。
b) 当轴力计(反力计)不受外力作用时,而温度增加△T时,轴力计(反力计)有一个输出量△F´,这个输出量仅仅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具有如下线性关系:
P´= k△F′+ b△T = 0
k△F´= -b△T
△T = T - T0
式中: b — 轴力计(反力计)的温度修正系数,单位为 kN/℃;
△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 — 温度的测量基准值,单位为℃。
c) 设置在结构物上的轴力计(反力计),受到的是应力和温度的双重作用,因此轴力计(反力计)一般计算公式为:
Pm = k△F + b△T = k (F - F0) + b (T - T0)
式中: Pm — 轴力计(反力计)测量的荷载量,单位为kN(千牛)。
注:VWLB型振弦式轴力计(反力计)的敏感测量元件,其与测量弹性钢体的材料线膨胀系数极为接近,试验所得其温度修正系数b甚小,一般计算时可用公式a。