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產(chǎn)品介紹
SDB系列表面應(yīng)變計(jì)使用說(shuō)明書
1 簡(jiǎn)述
SDB系列表面應(yīng)變計(jì)結(jié)構(gòu)合理、測(cè)量精度高、抗震性能好、工作穩(wěn)定可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、安裝方便、測(cè)試快捷、便于遠(yuǎn)距離傳輸和自動(dòng)化監(jiān)測(cè)，其傳輸信號(hào)為頻率，不受電纜電阻、接頭電阻等因素的影響，能在惡劣的環(huán)境下長(zhǎng)期穩(wěn)定工作。廣泛應(yīng)用于水利水電、礦山、鐵路公路、地下洞室等工程中的監(jiān)測(cè)。
2 技術(shù)指標(biāo)
我廠生產(chǎn)多種規(guī)格SDB系列表面應(yīng)變計(jì)的技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1
表1 SDB系列表面應(yīng)變計(jì)技術(shù)參數(shù)表
型號(hào) |
標(biāo)距 (mm) |
με （拉或壓） |
頻寬 （Hz） |
不重復(fù)度（%F.S） |
非直線度 （%F.S） |
環(huán)境溫度 （℃） |
允許濕度 （%） |
滯后 （% F.S） |
相關(guān)系數(shù) |
SDB-100 |
100 |
2500 |
≥800 |
≤0.25 |
≤0.6 |
≤70 |
100 |
≤0.3 |
≥0.9999 |
SDB-150 |
150 |
3000 |
≥800 |
≤0.25 |
≤0.6 |
≤70 |
100 |
≤0.3 |
≥0.9999 |
SDB-250 |
250 |
3000 |
≥800 |
≤0.25 |
≤0.6 |
≤70 |
100 |
≤0.3 |
≥0.9999 |
3 驗(yàn)收與保管
保證：我廠生產(chǎn)的儀器及配件，如用戶在驗(yàn)收過(guò)程中發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題（用戶人為因素或使用不當(dāng)損壞除外），我廠負(fù)責(zé)免費(fèi)維修或更換。
3.1 表面應(yīng)變計(jì)部件
詳見(jiàn)裝箱單。
3.2 開(kāi)箱檢查
用戶收到表面應(yīng)變計(jì)后，開(kāi)箱驗(yàn)收，箱內(nèi)附有裝箱單、檢驗(yàn)合格證、表面應(yīng)變計(jì)使用說(shuō)明書等。
3.3 數(shù)量核對(duì)
按裝箱單的各項(xiàng)內(nèi)容核對(duì)箱內(nèi)表面應(yīng)變計(jì)及附件數(shù)量，如有缺損請(qǐng)及時(shí)與我廠聯(lián)系。
3.4 外觀檢查
仔細(xì)查看表面應(yīng)變計(jì)外部有無(wú)損傷痕跡，銹斑等。
3.5 絕緣檢查
用兆歐表測(cè)量表面應(yīng)變計(jì)本身的絕緣值,應(yīng)大于200 MΩ。
3.6 讀數(shù)檢測(cè)
用二次儀表(頻率計(jì)) 測(cè)讀表面應(yīng)變計(jì)在自由狀態(tài)的讀數(shù)，根據(jù)我廠表面應(yīng)變計(jì)率定記錄表判定傳感器工作是否正常，如傳感器工作不正常請(qǐng)及時(shí)與我廠聯(lián)系。
3.7 搬運(yùn)保管
表面應(yīng)變計(jì)運(yùn)輸時(shí)應(yīng)小心輕放，勿劇烈震動(dòng)和碰撞。表面應(yīng)變計(jì)應(yīng)放置在通風(fēng)干燥、無(wú)腐蝕的環(huán)境中保管。
4 安裝埋設(shè)前的工作
表面應(yīng)變計(jì)埋設(shè)前，應(yīng)編制施工進(jìn)度計(jì)劃和操作細(xì)則(包括儀器檢驗(yàn)、電纜連接和走向、埋設(shè)方法、現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)及資料整理等方面的規(guī)定)，對(duì)儀器進(jìn)行檢驗(yàn)。
4.1 現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)
現(xiàn)場(chǎng)對(duì)表面應(yīng)變計(jì)檢驗(yàn)，請(qǐng)參照有關(guān)規(guī)程規(guī)范進(jìn)行。
4.1.1 靈敏系數(shù)K率定
隨表面應(yīng)變計(jì)附有廠家提供的靈敏系數(shù)K的率定資料，現(xiàn)場(chǎng)率定時(shí)的分級(jí)和級(jí)差按有關(guān)規(guī)程規(guī)范或設(shè)計(jì)要求實(shí)施，也可參照廠家分級(jí)和級(jí)差實(shí)施。
4.2率定結(jié)果計(jì)算
4.2.1 靈敏系數(shù)K計(jì)算
使用（式1）、（式2）、（式3）計(jì)算表面應(yīng)變計(jì)的靈敏系數(shù)K及其它結(jié)果：
（式1）
（式2）
（式3）
式中：
K─最小讀數(shù)(1×10-6/Hz2)； n─率定級(jí)數(shù)； x─(fn2 – f02 ): f ─Hz；
y─ε (1×10-6)； A─修正系數(shù)； R─線性相關(guān)系數(shù)；
4.3 防水檢驗(yàn)
表面應(yīng)變計(jì)一般運(yùn)行在無(wú)水壓作用和有水壓作用兩大工作環(huán)境，檢驗(yàn)方法視其工作環(huán)境的實(shí)際條件按有關(guān)規(guī)程規(guī)范或設(shè)計(jì)要求實(shí)施。
4.4 電纜連接
SDB系列表面應(yīng)變計(jì)的傳感器引出4芯電纜，以芯線的顏色區(qū)分傳感器和溫度計(jì)，其中：紅色、黑色為傳感器的引線，綠色、白色為溫度計(jì)的引線。當(dāng)加長(zhǎng)表面應(yīng)變計(jì)的電纜時(shí)，先將電纜頭護(hù)層剝開(kāi)40~50mm，注意不要破壞屏蔽層，然后按照芯線的顏色錯(cuò)落（臺(tái)階式）依次剝開(kāi)絕緣層，剝絕緣層時(shí)應(yīng)避免將導(dǎo)線碰傷，芯線的焊接必須牢固，各芯線之間必須有絕緣層隔離，另外，屏蔽層也必須連接。電纜接頭有兩種密封方法，一是硫化法，二是熱縮管法，至于采用何種連接方法，應(yīng)按規(guī)范規(guī)定或設(shè)計(jì)要求實(shí)施。
4.5 儀器編號(hào)
建議在電纜連接結(jié)束后即進(jìn)行編號(hào)工序，在表面應(yīng)變計(jì)引出電纜上隔一定間距設(shè)置儀器編號(hào)，儀器編號(hào)結(jié)束后，由其它人員進(jìn)行復(fù)核。
5 安裝埋設(shè)
SDB系列表面應(yīng)變計(jì)安裝時(shí)，一般有兩種情況，一是在可以焊接的結(jié)構(gòu)件上安裝埋設(shè)；二是在不可焊接的結(jié)構(gòu)件上安裝埋設(shè)。安裝時(shí)，應(yīng)使用安裝模板進(jìn)行，安裝模板的作用是保證固定支座保持在同一平面上。見(jiàn)圖“可焊結(jié)構(gòu)件和不可焊結(jié)構(gòu)件表面應(yīng)變計(jì)安裝示意圖”。
5.1 可焊結(jié)構(gòu)件上安裝埋設(shè)
應(yīng)變計(jì)安裝在可焊結(jié)構(gòu)件的表面上時(shí)，先將兩個(gè)固定支座安裝在安裝模板上，然后將固定支座焊接在被測(cè)部位，溫度冷卻后取下安裝模板。將傳感器安裝在固定支座上，先緊固一端固定支座上的螺栓，然后將頻率計(jì)與傳感器聯(lián)接，調(diào)整傳感器的讀數(shù)在設(shè)計(jì)要求范圍，再緊固另一端固定支座上的螺栓，滿足要求后安裝保護(hù)裝置或不安裝保護(hù)裝置。參見(jiàn)示意圖A和B。
5.2 不可焊結(jié)構(gòu)件安裝埋設(shè)
應(yīng)變計(jì)安裝在不可接結(jié)構(gòu)件的表面上時(shí)，先將帶有支桿的兩個(gè)固定支座安裝在安裝模板上，根據(jù)固定支座中心線的距離(100mm或250mm)確定鉆孔的位置，用沖擊鉆鉆孔（φ14～φ16mm，深約100mm），用水將鉆孔沖洗干凈。然后把速凝水泥砂漿注入鉆孔內(nèi)，立即將帶安裝模板的兩個(gè)固定支座迅速置入鉆孔中，（廠家可根據(jù)用戶的要求，將固定支座的支桿配置膨脹螺栓）當(dāng)水泥砂漿凝結(jié)或膨脹螺栓緊固后即可安裝調(diào)試傳感器，與5.1中的調(diào)試方法相同。參見(jiàn)示意圖B和C。
5.3其它
用戶需要在被測(cè)結(jié)構(gòu)件的一個(gè)平面上安裝埋設(shè)2～4向平面應(yīng)變計(jì)組時(shí)，廠家可根據(jù)用戶的要求生產(chǎn)帶專用固定支座的2向、3向、4向平面應(yīng)變計(jì)組。其安裝埋設(shè)與5.1和5.2中的方法基本相同。參見(jiàn)附圖2；平面應(yīng)變計(jì)組安裝示意圖。
5.4 電纜埋設(shè)
表面應(yīng)變計(jì)安裝后，按設(shè)計(jì)要求走向敷設(shè)電纜，嚴(yán)格防止各種油類沾污腐蝕電纜，經(jīng)常保持電纜的干燥和清潔。
電纜一時(shí)不能引入監(jiān)測(cè)站時(shí)，要設(shè)臨時(shí)測(cè)站，可采用預(yù)埋電纜儲(chǔ)藏箱作為臨時(shí)測(cè)站。
5.5 防雷措施
在雷擊區(qū)，儀器應(yīng)與本地防雷設(shè)施連接。
6 測(cè)讀方法
6.1 觀測(cè)基準(zhǔn)值的確定
表面應(yīng)變計(jì)安裝后測(cè)讀其讀數(shù)取為基準(zhǔn)值或者在正式投入運(yùn)行前測(cè)讀其讀數(shù)取為基準(zhǔn)值。
6.2 測(cè)試
6.2.1 現(xiàn)場(chǎng)就近測(cè)試
測(cè)試時(shí)，將頻率計(jì)上導(dǎo)線與表面應(yīng)變計(jì)上的導(dǎo)線顏色相連即可測(cè)讀頻率值和溫度值。
6.2.2 引入集線箱測(cè)試
SDB系列振弦式表面應(yīng)變計(jì)的遠(yuǎn)距離有線傳輸可達(dá)2000米以上，傳感器的導(dǎo)線引入集線箱測(cè)試時(shí)，頻率值和溫度值需各占用一個(gè)通道，將頻率計(jì)上的導(dǎo)線與集線箱上的出線端子相連后依次分別測(cè)讀頻率值和溫度。
6.2.3 聯(lián)接入自動(dòng)化系統(tǒng)測(cè)試
由于目前的自動(dòng)化系統(tǒng)的聯(lián)接方式一般都可接受電流、電壓、電阻、頻率和各種橋路的輸入，SDB系列振弦式傳感器按自動(dòng)化系統(tǒng)的聯(lián)接要求相連即可。
7 結(jié)果計(jì)算
7.1應(yīng)變計(jì)算
利用式（4）計(jì)算應(yīng)變量：
ε= KΔf2 + A （4）
式中：
ε ─ 應(yīng)變(1×10-6)； K─靈敏系數(shù)(1×10-6/Hz2)； A ─修正系數(shù)；
Δf2─頻率平方差( fx2 – f02 )； fx ─X時(shí)刻的頻率值； f0 ─初始頻率值；
7.2“A”值修正
在利用最小二乘法計(jì)算傳感器的參數(shù)中， “式（4）”中的“修正系數(shù)─A”，它是標(biāo)準(zhǔn)回歸線與0點(diǎn)的截距，是一個(gè)常量，另外，當(dāng)線性相關(guān)系數(shù)“R”達(dá)到±0.9999以上時(shí)截距的數(shù)值很小，在進(jìn)行監(jiān)測(cè)結(jié)果的計(jì)算時(shí)，可視具體情況確定取舍。
7.3“b”值修正
建議溫度補(bǔ)償系數(shù)（b）采用廠家值； b＝ 12με/℃或（4Hz/℃）。
με=KΔf2 + A＋bΔT （5）
式中：
b ─ 溫度補(bǔ)償系數(shù)(με/℃)； ΔT─溫度差（℃）： ΔT =(Tx –′T0)；
Tx─ X時(shí)刻的溫度值； T0 ─初始溫度值；
7.4應(yīng)力計(jì)算
將應(yīng)變量代入有關(guān)的力學(xué)公式進(jìn)行計(jì)算即可，如（6）式等：
σ= E ε （6）
式中：
σ─應(yīng)力（MPa）； ε ─應(yīng)變(1×10-6)； E ─彈性模量（MPa）
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