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振弦式孔隙水压力计
    发布时间: 2017-11-18 18:38    

 
VWPK型振弦式孔隙水压力计适用于长期布设在水工建筑物的基础内,测量孔隙水压力的变化量,并可同步测量埋设点的温度。

  本使用说明仅适用于四川葛南仪器有限公司生产的VWPK型振弦式孔隙水压力计,其中包括有VWPK-1VWPK-2VWPK-4VWPK-6VWPK-10VWPK-16等系列型号。

  1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地基土体孔洞内,测量结构物或土体孔洞内部的渗透(孔隙)水压力,并可同步测量埋设点的温度。

  2规格及主要技术参数

规格代号

VWPK-1

VWPK-2

VWPK-4

VWPK-6

VWPK-10

VWPK-16

尺寸

参数

最大外径D   mm

30

长度L       mm

115

性能

参数

测量范围,    KPa

0160

0250

0400

0600

01000

01600

最小读数k  KPa/F

≤0.072

≤0.11

≤0.18

≤0.27

≤0.45

≤0.72

测量精度,  F.S

±0.1%

温度测量范围,

-25+80

温度测量精度,

±0.5

温度修正系数bKPa/℃

≈0.12

耐水压:测量范围

1.2

绝缘电阻,    MΩ

≥50

 注:F.S表示满量程输出;超量程为允许额定测量范围的1.2倍内。

    频率模数F=Hz2×10-3F为频率模数值(Hz^2/1000;例:4593.7F=2143.3Hz^2/1000

    1米水柱 = 9.81 KPa;例:监测库水位在30米范围,建议选择0~400kpa测量范围。

    1000Kpa=1Mkpa;例:设计监测范围为1Mkpa,即为0~1000kpa

  3结构及工作原理

  3.1结构

  VWPK型振弦式孔隙水压力计由透水板、感应膜、密封壳体,信号传输电缆、振弦及激振电磁圈等组成。

  3.2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。振动频率的平方(频率模数)正比于作用在膜片上的压力,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。

  3.3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 = kF

            F = F0 - F

  式中:k — 孔隙水压力计的测量灵敏度(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,此时孔隙水压力计有一个输出量,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T具有如下线性关系:

             P´= kF´+bT = 0

           kF´= -bT

            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,若大气压力有较大变化时,应予以修正。孔隙水压力计的一般计算公式为:

       Pm = kF + bT = k (F0 - F) + b (T - T0)+ (Q0-Q)

  式中:Pm — 被测渗透(孔隙)水压力量,单位为KPa

       Q0— 大气压力测量基准值,单位为KPa

       Q — 大气压力实时测量值,单位为KPa

  注:a)压强与水压对比

     1米水柱 = 9.81 KPa = 0.00981 Mpa

    b)基准值

  孔隙水压力计安装定位后应及时测量仪器的基准值,孔隙水压力计测量并计算出的水压力量是一个相对基准值的变化量,所以基准值取的准确与否,将直接影响到测值的准确性。

  仪器安装完成后,在无外荷载及混凝土水化热结束的情况下,可进行基准值的测试(测试基准值应在无压和恒温的状态下,如早晨测值比较稳定)。记录孔隙水压力计不同日三次以上的测值(频率和温度),如果多次测值基本相同(误差≤0.5F.S),此测值可作为基准值。

  基准值是作为一个归0的读数值,这个数据用于后期数据处理(除非监测相对压力)。孔隙水压力计用于监测水位时,应将孔隙水压力计在空气中获取的读数作为0读数(基准值),但要注意温度平衡过程。

    c)温度修正

  为消除温度变化对仪器测量精度的影响,在仪器内部设置了一个3KΩ的热敏电阻,通过温度修正,提高测量仪器精度。

    d)大气压力修正

  每次孔隙水压力计读数时,应同时读取记录气压;用气压传感器实时测量气压,进行修正。

  如测压管或井、孔等已密封情况下,大气压对孔隙水压力计的影响可能很少,建议此类情况下不用大气压修正。

  大气压修正,一般情况下在大气压变化较大的区域,应予以修正。









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