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GFR型光纤光栅钢筋计

时间:2011-09-11 23:55来源: 作者:四川葛南仪器有限公司 点击:

GFR型光纤光栅钢筋计主要用于测量混凝土钢筋的应变,进而推算钢筋所受的应力。现场安装时可以直接焊接在钢筋上,或者将光纤光栅钢筋计焊接在断开钢筋的两端。 光纤光栅应变传感器采用非胶封装工艺,与同类产品相比,具有精度高、灵敏度高、寿命长等优点,可与其他类型的

1用途

 

GFR型光纤光栅钢筋计主要用于测量混凝土钢筋的应变,进而推算钢筋所受的应力。现场安装时可以直接焊接在钢筋上,或者将光纤光栅钢筋计焊接在断开钢筋的两端。

光纤光栅应变传感器采用非胶封装工艺,与同类产品相比,具有精度高、灵敏度高、寿命长等优点,可与其他类型的光纤光栅传感器组成全光监测网。

2规格及主要技术参数

 

测量范围:με                 ±1500

最小读数:με                   0.1

波长范围:nm              1525 ~1565

温度值:℃                  -30 ~120

3结构及工作原理

3.1结构

GFR型光纤光栅钢筋计由前后连接拉杆、钢筋计、信号传输电缆等组成。

3.2工作原理

    当被测结构物内部的钢筋发生应力变化时,钢筋计将受到拉伸或压缩而产生变形,使内部振弦的应力变化,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钢筋所受的应力。并可同步测量埋设点的温度值。

3.3计算方法:

  a) 当外界温度恒定钢筋计仅受到轴向应力时,其应力σ与输出的频率模数△F具有如下线性关系:

σ= k△F

△F = F - F0

 式中:k — 钢筋计测量应力值的最小读数,单位为MPa/F;

       △F — 钢筋计实时测量值相对于基准值的变化量,单位为F;

       F — 钢筋计的实时测量值,单位为F;

       F0 — 钢筋计的基准值,单位为F。

  b) 当钢筋计不受外力作用时,而温度增加△T时,钢筋计有一个输出量△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:

σ´= k△F´+ b△T = 0

k△F´= -b△T

△T = T - T0

 式中:b — 钢筋计的温度修正系数,单位为MPa /℃;

       △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内的钢筋计,受到的是应力和温度的双重作用,因此钢筋计一般计算公式为:

σm = k△F + b△T = k (F - F0) + b (T - T0)

 式中:σm — 被测结构物钢筋所受的应力值,单位为MPa 。

注:

GFR型光纤光栅钢筋计的温度修正系数很小,一般可直接用a)中公式计算。

4埋设与安装

钢筋计使用场合很广,仪器经加装一些附件可以组成锚杆测力计、基岩应力计等,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。下面主要对混凝土内的钢筋计的埋设安装方法作简要说明,其它场合的埋设安装方法可参照进行。

4.1钢筋计的选型

按钢筋直径选配相应规格的钢筋计,如果规格不相符,可选择与钢筋直径相近的钢筋计。

4.2钢筋计的安装

先将钢筋计两端的连接拉杆拧下,与钢筋焊接在一起;将钢筋计(已接长电缆)与连接拉杆用管钳对旋拧紧,钢筋计与连接拉杆的螺纹拧紧时可附胶。

施工时,如果附近焊接作业时,要在传感器的部位浇水冷却,以免传热温度过高损坏传感器。