振弦式计算数值参考.doc

仪器名称：
               振弦式土压力计
                                             VWE型振弦式土压力计产品使用说明书
仪器型号：
                VWE型振弦式土压力计，其中包括有VWE-1、VWE-2、VWE-4、VWE-6、 VWE-10、VWE-16、VWE-25等系列型号。
仪器用途：  
               VWE型振弦式土压力计适用于长期测量土石坝、土堤、边坡、路基等结构物内部土体的压应力，是了解被测结构物内部土压力变化量的有效监测设备，并可同步测量埋设点的温度。
              土压力计在工业、民用建筑工程中安装埋设，通常是为了测量建筑物与土体接触的界面土压力值，一般都埋设在界面上，因此称在这种情况下应用的土压力为界面式土压力计。 
              为了解土体对结构物的作用力，或结构物对地基土体的正压力，应在结构物或地基上选择几个断面进行测点的布设。断面应选择结构物与土体承受的压力最大处，同时也是最需要了解结构物与土体受力状态的地方。 
产品特点：
             土压力计主要用于测量结构物与土体交界面上的土压应力值，单只土压力计可测量与感应板相垂直的正应力，多只土压力计互成角度安装即可测量出埋设点受力的空间状态。
             土压力计根据用途不同分为：用于测量不同介质接触面(界面)垂直压力的界面土压力计，和用于测量土体本身内部应力变化的土中土压力计。如测量混凝土建筑物基础与土基接触面的压应力；测量地下遂洞、隧道土体对混凝土护壁的压应力；测量各种场合的护坡、护壁、抗滑桩土体对其的压应力；测量土石坝、路基等内部土体的应力的变化值等等。 
             土压力计测量的是压应力值，在安装埋设当中如果方法不正确，土压力计容易发生脱空卸载现象，从而影响观测的准确性。因此，土压力计安装埋设的正确性显得尤其重要。 
             土压力计是否处于良好的运行状态，几乎完全取决于仪器受压面与土体间是否完全接触，因此埋设中必须注意土压力计受压面与土体之间是否会形成空隙，并尽量消除仪器下面由土壤析水引起的积水。 
工作原理：
             当被测结构物内土应力发生变化时，土压力计感应板同步感受应力的变化，感应板将会产生变形，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，即可测出被测结构物的压应力值。同时可同步测出埋设点的温度值。 
 技术参数：
规格代号
VWE-1
VWE-2
VWE-4
VWE-6
VWE-10
VWE-16
VWE-25
尺寸
 最大外径 D，mm     
156
参数
 承压盘高 H，mm       
20

 测量范围，KPa 
0～160
0～250
0～400
0～600
0～1000
0～1600
0～2500

 最小读数k，KPa/F
≤0.08
≤0.125
≤0.2
≤0.3
≤0.5
≤0.8
≤1.25
性能参数
 温度测量范围，℃
-25～+80

 温度测量精度，℃
±0.5

 温度修正系数b，KPa/℃
≈0.5
≈0.5
≈0.5
≈0.4
≈0.4
≈0.3
≈0.3

绝缘电阻，  绝缘电阻，  MΩ
≥50

工程适用：
              其产品已广泛应用于水电,铁路,公路,矿山,国防及建筑工程安全监测领域物理量的测量，既具有光纤高灵敏度、高精度，又具有高可靠性和恶劣环境适应性。
计算方法：
               a)当外界温度恒定，土压力计仅受到压应力时，其压应力值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 — 土压力计测量压力值的最小读数，单位为KPa/F ；
                                           △F — 土压力计实时测量值相对于基准值相的变化量，单位为F；
                                               F — 土压力计的实时测量值，单位为F；
                                             F0 — 土压力计的基准值，单位为F。
               b)当作用在土压力计上的压应力恒定时，而温度增加△T，此时土压力计有一个输出量△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 — 土压力计的温度修正系数，单位为KPa /℃；
                                          △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 — 温度的基准值，单位为℃。
               c)当土压力计受到压应力和温度的双重作用时，土压力计的一般计算公式为：
               Pm = k△F + b△T = k (F - F0) + b (T - T0)
                                 式中：Pm — 被测结构物的压应力值，单位为KPa。

仪器名称：        
                  振弦式孔隙水压力计  
                                      VWPK型振弦式孔隙水压力计产品使用说明书
仪器型号：
                 VWPK型振弦式孔隙水压力计，其中包括有VWPK-1、VWPK-2、VWPK-4、VWPK-6、VWPK-10、VWPK-16、VWPK-25等系列型号。
仪器用途：
                 VWPK型振弦式孔隙水压力计适用于长期埋设在水工结构物或其它混凝土结构物及土体内，测量结构物或土体内部的渗透(孔隙)水压力，并可同步测量埋设点的温度。
产品特点：
                 观测土体中的孔隙水压力及岩体和混凝土内的渗透水压力，埋设安装时应根据设计要求进行观测点的布设，并根据被测结构物的特点采用相应的安装埋设方法。
工作原理：
                当被测水压荷载作用在孔隙水压力计上，将引起弹性膜板的变形，其变形带动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，即可测出水荷载的压力值。同时可同步测出埋设点的温度值。
 技术参数：
规格代号
VWPK-1
VWPK-2
VWPK-4
VWPK-6
VWPK-10
VWPK-16
VWPK-25
尺寸
最大外径D，    mm     
30
参数
长度L，        mm       
140

测量范围，     KPa 
0～160
0～250
0～400
0～600
0～1000
0～1600
0～2500

最小读数k，    KPa/F
≤0.072
≤0.11
≤0.18
≤0.27
≤0.45
≤0.72
≤1.13
性能参数
温度测量范围， ℃
-25～+80

温度测量精度， ℃
±0.5

温度修正系数b，KPa/℃
≈0.8
≈0.8
≈0.6
≈0.6
≈0.6
≈0.6
≈0.6

绝缘电阻， 绝缘电阻，      MΩ
≥50

工程适用：
                其产品已广泛应用于水电,铁路,公路,矿山,国防及建筑工程安全监测领域物理量的测量，既具有光纤高灵敏度、高精度，又具有高可靠性和恶劣环境适应性。
计算方法：
                a)当外界温度恒定，孔隙水压力计仅受到渗透(孔隙)水压力时，其压力值P与输出的频率模数△F具有如下线性关系：                    
                          P = k△F
                      △F = F0 - F
                                      式中： k — 孔隙水压力计测量压力量的最小读数，单位为KPa/F ；
                                               △F — 孔隙水压力计基准值相对于实时测量值的变化量，单位为F；
                                                   F — 孔隙水压力计的实时测量值，单位为F；
                                                F0 — 孔隙水压力计的基准值，单位为F。
               b)当作用在孔隙水压力计上的渗透(孔隙)水压力恒定时，而温度增加△T，此时渗压计有一个输出量△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 — 孔隙水压力计的温度修正系数，单位为KPa /℃；
                                          　△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 — 温度的基准值，单位为℃。
               c)当孔隙水压力计受到渗透(孔隙)水压力和温度的双重作用时，渗压计的一般计算公式为：
                    Pm = k△F + b△T = k (F0 - F) + b (T - T0)+Q
                                    式中：Pm — 被测渗透(孔隙)水压力量，单位为KPa；
                                                   Q — 若大气压力有较大变化时，应予以修正。

振弦式混凝土应力计
                                  VWES型振弦式应力计产品使用说明书
仪器型号：
             VWES型振弦式应力计，其中包括有VWE-10S、VWE-16S、VWE-25S、VWE-40S、 VWE-60S等系列型号。
仪器用途：
             VWES型振弦式应力计适用于长期埋设在水工结构物或其它混凝土结构物内，监测结构物或基岩的受压状态，并可同步测量埋设点的温度。
产品特点：
            应力计主要用于测量水工结构物或其它混凝土结构物内部混凝土中(混凝土与基岩面)的应力，结构物受力轴线应垂直于应力计受力感应板。单只应力计可测量与感应板相垂直的正应力，多只应力计互成角度安装即可测量出埋设点受力的空间状态。
工作原理：
            当被测结构物内部应力发生变化时，混凝土应力计感应板同步感受应力的变化，感应板将会产生变形，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，即可测出被测结构物的压应力值。同时可同步测出埋设点的温度值。
 技术参数：
规格代号
VWE-10S
VWE-16S
VWE-25S
VWE-40S
VWE-60S
尺寸
 最大外径 D，mm     
156
156
156
156
156
参数
 承压盘高 H，mm       
20
20
20
20
20

 测量范围，MPa 
0～10
0～16
0～25
0～40
0～60

 最小读数k，MPa/F
≤0.005
≤0.008
≤0.012
≤0.02
≤0.03
性能参数
 温度测量范围，℃
-25～+60
-25～+60
-25～+60
-25～+60
-25～+60

 温度测量精度，℃
±0.5
±0.5
±0.5
±0.5
±0.5

 温度修正系数b，KPa/℃
≈0.4
≈0.3
≈0.4
≈0.4
≈0.3

绝缘电阻，  绝缘电阻，  MΩ
≥50
≥50
≥50
≥50
≥50

工程适用：
              其产品已广泛应用于水电,铁路,公路,矿山,国防及建筑工程安全监测领域物理量的测量，既具有光纤高灵敏度、高精度，又具有高可靠性和恶劣环境适应性。
计算方法：
              a)当外界温度恒定，应力计仅受到压应力时，其压应力值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 — 应力计测量应力值的最小读数，单位为KPa/F ；
                                               △F — 应力计实时测量值相对于基准值相的变化量，单位为F；
                                                   F — 应力计的实时测量值，单位为F；
                                                 F0 — 应力计的基准值，单位为F。
              b)当作用在应力计上的压应力恒定时，而温度增加△T，此时应力计有一个输出量△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 — 应力计的温度修正系数，单位为KPa /℃；
                                               △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 — 温度的基准值，单位为℃。
              c)当应力计受到应力和温度的双重作用时，应力计的一般计算公式为：
                  Pm = k△F + b△T = k (F - F0) + b (T - T0)
                                     式中：Pm — 被测结构物的压应力值，单位为KPa。

仪器名称：    
                  VWS型振弦式应变计
                                                          VWS型振弦式应变计产品使用说明书 
器型号：
                  VWS型振弦式应变计，其中包括有VWS-10、VWS-15、VWS-10M、VWS-15M (大弹模)等型号。
仪器用途：  
                  VWS型振弦式应变计适用于长期埋设在水工混凝土结构物或其它混凝土结构物内，测量结构物内部的应变量，并可同步测量埋设点的温度。加装配套附件可组成多向应变计组、无应力计、岩石应变计等测量应变的仪器。
产品特点：
                  应变计使用场合很广，仪器经加装一些附件可以组成多向应变计组、无应力计、岩石应变计等测量应变的仪器，这些仪器的工作情况及安装条件各不相同，所以埋设安装方法有所不同。下面主要对单向或双向应变计的埋设安装方法作一些简述，其它测量应变的仪器其安装埋设方法可参照VWS型振弦式应变计产品使用说明书 。
                 防渗墙中埋设的应变计与通常使用的应变计是不同的，在防渗墙10米以下必须采用大弹模应变计（型号为：VWS-10M或VWS-15M），如用普通应变计混凝土灌浆时的压力会将仪器压坏。根据不同的设埋高程，应设置不同弹模的应变计（应变计的初始模数由厂家根据高程或设计图设定）。 
工作原理：
                  当被测结构物内部的应力发生变化时，应变计同步感受变形，变形通过前、后端座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，即可测出被测结构物内部的应变量；并可同步测出埋设点的温度值。  
 技术参数：
规格代号
VWS-10
VWS-15
VWS-10M
VWS-15M

标距 L，   mm       
100
150
100
150
尺寸参数
有效直径d，mm     
22
22
22
22

端部直径D，mm     
33
33
33
33

应变测
 拉伸，10-6
1500
1500
1500
1500

量范围
 压缩，10-6
1500
1500
1500
1500

最小读数k，10-6／F
≤0.5
≤0.5
≤0.5
≤0.5
性能参数
温度测量范围，℃
-25～+80
-25～+80
-25～+80
-25～+80

温度测量精度，℃
±0.5
±0.5
±0.5
±0.5

温度修正系数b，10-6／℃
≈13.5
≈13.5
≈13.5
≈13.5

弹性模量 Eg， MPa
300～800
300～800
800～1500
800～1500

绝缘电阻，    MΩ
≥50
≥50
≥50
≥50

工程适用：
                 其产品已广泛应用于水电,铁路,公路,矿山,国防及建筑工程安全监测领域物理量的测量，既具有光纤高灵敏度、高精度，又具有高可靠性和恶劣环境适应性。
计算方法：
                 a)当环境温度恒定应变计仅受到轴向变形时，其应变量ε与输出的频率模数△F具有如下线性关系：
                              ε= k△F
                         △F = F - F0
                                     式中：k — 应变计测量应变量的最小读数，单位为10-6/F；
                                            △F — 应变计实时测量值相对于基准值的变化量，单位为F；
                                                F — 应变计的实时测量值，单位为F；
                                              F0 — 应变计的基准值，单位为F。
                b)当应变计不受外力作用时(仪器两端标距不变)，而温度增加△T时，应变计有一个输出量△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具有下列线性关系：
                           ε´= b△F´+ b△T = 0
                     k△F´= -b△T
                       △T = T - T0
                                   式中：b — 应变计的温度修正系数，单位为10-6/℃；
                                           △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 — 温度的基准值，单位为℃。
               c)埋设在水工结构物或其它混凝土结构物中的应变计，受到的是变形和温度的双重作用，此时的温度修正系数应为应变计的温度修正系数与被测结构物的线膨胀系数之差，因此应变计一般计算公式为：
                         εm = k△F + b´△T = k (F - F0) + (b-α)(T - T0) + B
                                   式中：εm — 被测结构物的应变量，单位为10-6；
                                                  α — 被测结构物的线膨胀系数，单位为10-6／℃。
                                                  B — 计算修正值，单位为10-6（有时可忽略不计).