NVNS 型振弦式无应力计2.docx

NVNS型振弦式无应 力计作业指导书HY-D-03-2010第1页共2页第一版第0次修改颁布日期:2010-1-1目录1、适用范围及依据21.1适用范围21.2标准及依据22、测量原理及仪器结构22.1测量原理：22.3型号、规格及技术指标43、安装埋设43.1验收与保管43.2仪器安装53.2.1无应力计安装53.2.2电缆安装84、数据读取94.1人工测量94.1.1仪器与测读仪的连接94.1.2 操作94.2自动测量124.3数据处理125、注意事项126、安全与环保126.1安全施工126.2环境保护137、附件13NVNS型振弦式无应 力计作业指导书HY-D-03-2010第1页共2页第一版第0次修改颁布日期:2010-1-1NVNS型振弦式无应力计作业指导书1、适用范围及依据1.1适用范围NVNS系列振弦式无应力计用于监测岩土工程和其他混凝土建筑物的非应力应变，适用 于长期埋设在水工建筑物或其它建筑物内部，测量结构物内部的非应力应变。通过扣除埋设 于相同部位无应力计的实测非应力应变可推求测点处混凝土的应力应变。在已知混凝土弹性 模数时，考虑温度补偿、徐变等影响，也可以推算混凝土的徐变应力。1.2标准及依据2、测量原理及仪器结构2.1测量原理：NVNS系列振弦式无应力计采用振弦式应变计埋设于无应力计筒的混凝土内，混凝土 的变形将通过仪器端块引起仪器内钢弦变形，使钢弦发生应力变化，从而改变钢弦的振动 频率。测量时利用电磁线圈激拨钢弦并量测其振动频率，频率信号经电缆传输至频率读数 装置或数据采集系统，再经换算即可得到混凝土的应变变化量。同时由应变计中的热敏电 阻可同步测出埋设点的温度值。振弦式仪器的量测量采用频率模数F来度量，其定义为：F=f2/1000式中f为振弦式仪器中钢丝的自振频率。振弦式应变计的应变量与频率模数和温度的关系如下：（1）当外界温度恒定，应变计仅受到轴向变形时，其应变量E与输出的频率模数的变 化量 F具有如下线性关系：£ , =kXAFF二F-F0式中：k一应变计的最小读数，单位为10-6由厂家所附卡片给出。NVNS型振弦式无应 力计作业指导书HY-D-03-2010第1页共2页第一版第0次修改颁布日期:2010-1-1 F一实时测量的应变计输出值相对于基准值的变化量，单位为kHz2；F一实时测量的应变计输出值，单位为kHz2；F0 应变计的基准值，单位为kHz2。（2）当应变计不受外力作用时仪器前后两安装座的标距不变，若温度增加 T时，应 变计有一个输出量 8，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。通过实验可知： F与 T具有下列线性关系：kXA F =-bXA T T=T-T式中：b一应变计的温度修正系数，单位为10-6/° C；由厂家所附卡片给出； T温度实时测量值相对于基准值的变化量，单位为°C；T一温度的实时测量值，单位为°C；T0温度的基准值，单位为°C。（3）埋设在混凝土建筑物内的应变计，受到的是变形和温度的双重作用，因此应变计 一般计算公式为：£ =kX（F-F0） + （b-a） X（T-T0）式中：£ 一被测混凝土的应变量，单位为10-6；a 一被测结构物的线膨胀系数，单位为10-6/°C；仪器的线性膨胀系数大致在11.0mm尸C左右，非常接近混凝土的线性膨胀系数。，因此温度修正几乎可以忽略。由于温度修正系数b-a o0，因此应变计的一般计算公式为：£ =kXAF2.2仪器结构NVNS系列振弦式无应力计由两个带O型密封圈的端块、保护管、管内振弦感应组件 等组成，振弦感应组件主要由张紧钢丝及激振线圈与相关的安装件构成。下图所示为 NVNS-150型应变计的结构示意图。NVNS型振弦式无应 力计作业指导书HY-D-03-2010第1页共2页第一版第0次修改颁布日期:2010-1-1激振拾振线膈150ni m-2.3型号、规格及技术指标规格代号NVNS-150尺寸参数标距L, mm150端部直径D, mm19性能参数应变测量范围，,lie300。分辨力，牌0.5T0精度，<0.25 （0J pJ'选）温度测量范围，C-20十60温度测量精度flc±0.5绝缘电阻，MQAD仪器频率范围Hz40014003、安装埋设3.1验收与保管（1）仪器到达施工现场后，应开箱检查。用户开箱验收仪器时，应先检查仪器的数量（包括仪器附件）及检验合格证与装箱单是否相符；（2）对于箱内每台仪器，先用100V兆欧表及万用表，分别检查常温绝缘电阻及线圈 电阻值，绝缘电阻不应低于50MQ，线圈电阻值约100Q；（3）仪器存放环境，应保持干燥通风，搬运时应小心轻放，切忌剧烈震动；NVNS型振弦式无应 力计作业指导书HY-D-03-2010第1页共2页第一版第0次修改颁布日期:2010-1-1（4）如经检测有不正常读数的仪器，请返回厂家，不可在现场打开仪器检修。3.2仪器安装无应力计是装设于无应力计筒内的应变计，埋设在相同环境的应变计（组）旁（约1m）， 用于扣除应变计的非应力应变，也可用于研究混凝土的自生体积变形等材料特性。无应力计埋设在混凝土内部，下面主要叙述NVNS-15型无应力计在大体积混凝土内 的埋设方法。3.2.1无应力计安装1常态混凝土内埋设（1）仪器埋设应设专人负责，运送仪器时要轻拿轻放，埋设仪器要细心操作，保证仪 器不损坏和安装位置正确，埋设仪器过程中应进行现场维护；（2）根据仪器埋设的数量，备齐仪器（已根据设计施工要求接长电缆）和无应力计筒， 并做好仪器编号和存档工作，同时考虑适当的仪器备用量；（3）安装前，先将无应力计桶内壁及四周涂上5mm厚的沥青，以防止桶壁与混凝土 粘结；电缆 o混凝土无应力计筒o ° O O « J0 ° °O ° 0a . °° DF O必。q O O o OQ腿oo- b7-0Q。 o O o ° )oO s。口。（4）将经接长和检验的无应力计用细铁丝悬挂固定在无应计桶内（见图）的指定中间 位置上，如图所示；0 o。金 O。o口 ° Qy。2 p w o°«0° O（5）当混凝土浇注到接近无应力计埋设高程时，将无应力计安装在距应变计（组）约NVNS型振弦式无应力计作业指导书第一版第0次修改颁布日期:2010-1-11m左右、与应变计（组）距上、下游面相同距离处。无应力计的大口朝上;（6）将混凝土（剔除5cm以上大骨料）小心地从四周围浇入无应力计桶内，人工用插扦细 心地在周围捣实，并注意校正仪器位置，同时检测仪器工作状况。将仪器电缆捆扎一起，并 按设计去向引到临时或永久观测站;（7）埋设过程中应进行现场维护，非工作人员不得进入埋设点5m半径范围以内。仪 器埋好后，其部位应做明显标记，做好仪器编号和存档工作，并留人看护;（8）无应力计安装埋设完毕后，二小时测1次，至混凝土终凝后改四小时1次测一天，再 改八小时一次测一天，再改一天测一次，逐渐减少至施工期正常观测频次。无应力计的观测 时间应与相应的应变计相同。2碾压混凝土内埋设 对于碾压混凝土施工方法，无应力计宜采用挖坑埋设方法。（1）根据仪器埋设的数量，备齐仪器（已根据设计施工要求接长电缆）和无应力计筒，并 做好仪器编号和存档工作，同时考虑适当的仪器备用量;（2）可采取两种坑埋方式，一种是在测点处预置70X70X30cm的预留盒，待第二层碾压 后取出预留盒，造成一个70X70X60cm的预留坑；另一种方式是在碾压过的混凝土表面 现挖一个深60cm、底部为70X70cm的坑。将已装配好的无应力计慢慢放入挖好的坑内并 定位，其安装方法如图所示;NVNS型振弦式无应 力计作业指导书HY-D-03-2010第1页共2页第一版第0次修改颁布日期:2010-1-1(3) 先用相同的碾压混凝土料(剔除粒径大于5cm的骨料)向无应力计筒内回填，加适 量含水泥的水，采用插扦人工细心捣实。然后用相同的碾压混凝土料(剔除粒径大于5cm 的骨料)人工回填坑内其余空间，加适量含水泥的水，采用小型振捣棒细心捣实。测点处 周边2m范围不得强力振捣，该处上层混凝土仍为人工填筑，小型振捣棒捣实。也可在回 填混凝土并经人工捣实后，采用1吨人工碾碾压810遍；(4) 埋设仪器在回填碾压混凝土和碾压过程中，应不断监测仪器变化，判明仪器受振动碾 压后的工作状态；(5) 仪器引出电缆，集中绑好，开凿电缆沟水平敷设，电缆在沟内放松成S形延伸，在电 缆上面覆盖砼的厚度应大于15cm，回填碾压砼也是要剔除4cm以上的大骨料，然后用碾 子碾压实，避免沿电缆埋设方向形成渗水途径。仪器电缆应按设计要求引到临时或永久观测 站；(6) 埋设过程中应进行现场维护，非工作人员不得进入埋设点5m半径范围以内。仪器埋 好后，其部位应做明显标记，防止运料卓、推土机压在其上行驶。NVNS型振弦式无应 力计作业指导书HY-D-03-2010第1页共2页第一版第0次修改颁布日期:2010-1-13.2.2电缆安装仪器电缆布置时不得与交流电缆一同敷设，电缆走线应尽量避免受到移动设备、尖锐 材料等的伤害。埋入坝体混凝土中的仪器电缆应详细记录埋设部位，使灌浆钻孔时避开缆 线。NVNS系列振弦式无应力计可采用专用四芯电缆按照相同颜色芯线将仪器电缆接长， 电缆接头可采用热缩管密封电缆接头技术，其步骤如下：先将仪器电缆头每根芯线套上03.0mm （长度34cm可自定）细热缩管，然后与电 缆每根芯线一一进行对联接。各联接芯线再用电烙铁焊锡焊牢，焊锡后将细热缩管复盖住焊 锡头，由中间向两边反复转动，用酒精灯或加热器对热缩管进行加热（见图）各芯线联接热缩好后，用J-20电工自粘绝缘胶带分别缠紧，长度要求复盖住每根芯线。 然后用J-20电工自粘绝缘胶带总扎紧，要求缠均匀，长度以复盖住所有芯线为宜（见图）先在焊锡前套上010.0mm二层大热缩管，长度分别为1416cm、1618cm。然后 将电缆1,及电缆2再用锉刀锉一下，在电缆锉的位置处缠上1cm宽的红色密封胶一圈 多，操作时先将密封胶一头稍加热一下，立即卷粘在锉好的电缆1及电缆2上一圈多， 再将热缩管内层管套上进行反复转动加热，由中间向两边将气泡赶出，在密封胶位置处多多 转动加热，然后再进行第二次上密封胶，操作方法同上，将热缩管外层管套上进行反复转动 加热（见图）。注意：所有细、中、粗热缩套管都要事先在焊锡前套好，勿忘！另外，红色密封胶分成三根 用，约1cm宽左右。质量检测有限公司4、数据读取NVNS型振弦式无应 力计作业指导书HY-D-03-2010第1页共2页第一版第0次修改颁布日期:2010-1-1NVNS系列振弦式无应力计可以人工测读和自动化采集两种方式进行量测。4.1人工测量人工方式量测时，可采用NDA1411型便携式钢弦频率指示仪进行测量。4.1.1仪器与测读仪的连接NVNS系列振弦式无应力计仪器电缆为4芯屏蔽电缆，其中红、黑色芯线接振弦式传 感器线圈芯线，分别接入指示仪的（C+）和（C-）接线柱；仪器电缆的白、绿芯线接温度传感器芯线，分别接入指示仪的（R+）和（R-）接线柱；电缆的屏蔽层可接指示仪的（S） 接线柱或可不接（如图所示）4.1.2操作NDA1411型便携式钢弦频率指示仪采用点阵式液晶屏，可显示多行汉字、字母及数字。NVNS型振弦式无应 力计作业指导书HY-D-03-2010第1页共2页第一版第0次修改颁布日期:2010-1-1共有10个按键，操作时采用菜单式提示。因此尽管功能很多，但操作十分简便。通过“”、 “”及“” “”键来选择各项，需要置入数字时，通过“，、“”键对所选数据进 行加减操作。通过“确认”键对前面的操作确认有效，通过“取消”键取消前面的操作并回 到上一级菜单。1开关按动“开关”键，可打开或关闭指示仪的电源，打开电源后，显示“南瑞大坝及工程监 测公司”等字样，若干秒后，指示仪进入上一次关机时的状态，此时，可进行有关操作。在 指示仪工作过程中，如果连续一段时间未进行按键操作，指示仪自动关机以节省电池。自动 关机的时间可在199分钟时间范围内设定。指示仪在工作过程中，如电池电压不足，则显示“电池电压过低，请充电”。此时，应 该关机充电14小时以上。电池不足时或指示仪长期不用(一般为3个月)请充电维护，否 则影响电池使用寿命。2时钟按“菜单”键，指示仪进入主菜单状态。选择“时钟”项，确认后显示时钟项的下一级菜单， 包括以下二项内容：(1) 查询显示包括“年、月、日、星期、时、分、秒”的日历时钟。(2) 设置可对“年、月、日、星期、时、分、秒”进行设置。3指示仪设置按“菜单”键，指示仪进入主菜单状态。选择“指示仪设置”项，确定后显示下一级菜单， 包括以下三项内容：(1) 背光设置可选择“点亮背光”、“关闭背光”。点亮液晶屏背光后，可在光线黑暗的场所进行操作，此 时将增加功耗。每次开机后，指示仪进入原设定状态。(2) 关机时间指示仪的自动关机时间可在199分钟范围内设定。(3) 内部自检本项操作进行对指示仪内部的自检查操作，包括单片微控制器系统的RAM、ROM、CPU 功能、实时时钟及电池电压等内容。4测量NVNS型振弦式无应 力计作业指导书HY-D-03-2010第1页共2页第一版第0次修改颁布日期:2010-1-1按“测量”键，指示仪进入测量状态。根据被测的传感器，首先选择传感器热敏电阻的 规格，其规格有“2kQ、3kQ、10kQ”三种（如无特殊说明，南瑞产NV系列振弦式仪器 的热敏电阻全为3kQ规格），然后选择激振信号的幅值，幅值有“ 5V、10V”二种，通常 选择“5V”即可，再选择激振信号的频率范围“A、B、C、D、E、F、G、H”，最后再选 择测量次数，确认后进行测量，若干秒后显示测量结果。通过“、"'”键可选择显示测 量结果的不同内容。如按“确认”键将重复上一次测量过程（如在连续测量状态按“取消” 键3秒以上方可取消）。正在测量时请勿按键，否则可能影响测量结果的正确显示。注意：激振信号的频率范围“自适应”档一般用于对未知频率范围的传感器的试探 性测量，测量速度很慢，建议在其它档位能够正常测量时不要选用。5存贮在主菜单状态下。选择“存贮值”项，确定后显示下一级菜单，包括以下三项内容：（1）显示此功能是查看已经存贮的内容。选择“存贮值显示”项，确认后，先选择所要查看的存 贮序号，然后再按“确认”键就将对应的传感器存贮内容进行显示。此时，可通过按“” 或“”显示上一序号或下一序号传感器的存贮内容。也可以按“取消”键重新选择存贮序 号进行显示。（2）传送此功能是将存贮的测量数据通过通信接口传送至计算机。具体操作步骤如下：1）在关闭电源时将计算机与指示仪的RS232通信口通过通信线相连接；2）将随机软盘中的“ PROD.EXE ”文件拷贝至计算机的某目录下并打开执行，根据提 示选择通信口（COM1或COM2）及便携式读数仪（NDA1411）；点击“接收”后计算机进入准备接收数据的状态；3）指示仪在选择“传送存贮值”项的状态下，按“确认”键后进入传送数据的过程，此时计算机和指示仪都显示表示正在通信的信息。通信结束后，指示仪显示“数据传送 完毕”，计算机显示“数据接收完毕”；4）在计算机上根据提示输入保存数据的文件名后，计算机将存贮的有效数据存入此文件保存并显示。最后点击“退出”关闭程序。（3）清除此功能将清除指示仪所有以前的存贮值。6校准指示仪在出厂前已进行精密校准，用户不必进行此项操作。广州市瀚源建设工程质量检测有限公司NVNS 型振弦式无应 力计作业指导书HY-D-03-2010第1页共2页第一版第0次修改颁布日期：2010-1-14.2自动测量NVNS系列振弦式无应力计安装埋设完毕，可接入“DAMS -IV型智能分布式安全监 测数据采集系统”进行测量，该系统能实现自动定时监测，自动存储数据及数据处理，并能 实现远距离监控和管理。具体使用方法请参阅相关资料。4.3数据处理NVNS系列振弦式无应力计的应变量E的一般计算公式为：g=k xAFF二F-F 0式中：k一应变计的最小读数，单位为10-6；由厂家所附卡片给出。AF-实时测量的应变计输出值相对于基准值的变化量，单位为kHz 2;F 实时测量的应变计输出值，单位为kHz2；F0-应变计的基准值，单位为kHz 2。5、注意事项NVNS系列振弦式无应力计安装定位后应及时测量仪器初值，根据仪器编号和设计编 号作好记录并保存，严格保护好仪器的引出电缆。6、安全与环保6.1安全施工1作业人员的安全技术培训教育对作业人员施工前进行安全知识培训，班长对施工过程的安全问题进行讲解与分析。未经教 育的人员不得进入现场进行施工。2仪器埋设过程中的安全问题(1) 制定防尘防毒防辐射等职业危害的措施，戴好口罩等防尘工具。(2) 仪器埋设时作业人员必须戴好安全帽，对于高空作业必须系安全带，作业点周围挂好 安全网等做好“三保四口五临边”(三宝”指安全帽、安全带、安全网；四口”指楼梯口、 电梯井口、预留洞口、通道口。 五临边”指：尚未安装栏杆的阳台周边，无外架防护的层NVNS型振弦式无应力计作业指导书第一版第0次修改颁布日期:2010-1-1面周边，框架工程楼层周边，上下跑道及斜道的两侧边，卸料平台的侧边。）。（3）防雷 雷雨天户外施工做好防雷工作，设立避雷装置。6.2环境保护1节约用水合理设计用水方案，设备的冲洗设立循环用水装置。2做好设备的维修保养工作，使各仪器保持低耗高效的状态。3节约用电 4防止噪音污染近民区避免夜晚施工，设立消声降噪装置。7、附件埋设考核表（编号） 原始记录表（编号）