Датчики деформации (тензометры)

Датчики деформации используются для контроля за деформациями элементов строительных конструкций.

Принцип работы датчика основан на измерении относительного удлинения или сжатия элемента вследствие изменения приложенной к нему нагрузки.

Датчики деформации широко применяются для мониторинга массивных сооружений из железобетона (плотины, мосты, тоннели и т. п.) и металлоконструкций (грунтовые анкеры, распорки, арматурные каркасы и др.). Данные, получаемые от датчиков в процессе мониторинга, позволяют контролировать деформационное состояние сооружения в точке установки и оценить состояние сооружения в целом.

Датчики деформации различают по методу крепления и области применения. Для мониторинга металлических элементов и арматурных каркасов чаще всего используют навариваемые датчики, для мониторинга тела железобетонных элементов — закладные датчики. Для контроля за готовыми элементами, например, железобетонными панелями и колоннами, используют накладные датчики. Миниатюрные датчики используют для стеснённых условий и для чувствительных поверхностей, например, древесины.

Струнные арматурные датчики, выпускаемые RST Instruments, предназначены для контроля за продольными напряжениями в арматуре. Данный тип датчиков, называемый также «параллельный брусок» (“sister bars”), часто применяется для мониторинга ростверков, стен в грунте и свай.

В каталоге RST струнные датчики деформации представлены тремя моделями, различающимися методами установки: закладной, наварной (накладной) и миниатюрный.

Для мониторинга семипроволочных канатов RST предлагает датчик TENSMEG, который был создан для измерения деформации и нагрузки в вантовых системах.

Для снятия показаний с датчиков деформации могут использоваться как ручные регистраторы типа VW2106 (для струнных датчиков) и QB120 (для тензорезистивных датчиков), так и модули сбора данных серии DT.

В основе струнного метода измерений лежит простой физический принцип: резонансная частота колебаний струны, защеплённой в двух точках, зависит от расстояния между этими точками.

Конструктивно струнный датчик деформации состоит из стальной трубки, внутри которой натянута стальная проволока. Концы проволоки защеплены в концевых блоках. Снаружи на трубке располагается электромагнитная катушка со встроенным термистором типа NTC. Расстояние между концевыми блоками является измерительной базой датчика. Диапазон работы датчика указывается в величинах относительной деформации — микрострейнах, который равен относительному удлинению 1*10^-6 или в приведённых к метрическим величинам 1 мкм/м.

Компания RST выпускает струнные датчики деформаций нескольких типов, отличающихся между собой методом крепления концевых блоков:

Струнный закладной датчик деформации VWSG-E

Струнный закладной датчик деформации VWSG-E предназначен для измерения относительной деформации в бетонных элементах сооружений, таких как колонны, сваи, ростверки и т. п.

Конструктивно струнный датчик деформации состоит из стальной трубки, внутри которой натянута стальная проволока. Концы проволоки защеплены в концевых блоках. Снаружи на трубке отпрессована электромагнитная катушка со встроенным термистором типа NTC. Длина датчика 156 мм. Диапазон работы датчика 3000 микрострейн, что в приведённых к метрической системе единицах составляет 3000 мкм/м. Погрешность измерений, приведённая к полному измерительному диапазону: 0,5 % для групповой калибровки, 0,1 % для индивидуальной калибровки. Температурный диапазон работы в стандартном исполнении −20 …+80 °C.

Данный датчик производится компанией RST Instruments на собственном заводе в городе Мэпл Ридж (Канада). Каждая отгружаемая партия датчиков комплектуется сертификатом партии, в котором указан калибровочный коэффициент. Для заказа данного датчика необходимо указать следующие параметры:

• тип кабельного вывода (стандартный кабель EL370004 или другие модификации);
• длина кабельного вывода (кратно 1 метру, минимальная длина 1 м);
• необходимость индивидуальной калибровки (заводская или аккредитованная в РФ лаборатория).

Струнный наварной датчик деформации VWSG-A

Струнный наварной датчик деформации VWSG-A предназначен для измерения относительной деформации в металлических элементах сооружений, таких как фермы, колонны, арматурные каркасы в железобетонных элементах сооружений колонны, сваи, ростверки и т. п.

Конструктивно струнный датчик деформации состоит из стальной трубки, внутри которой натянута стальная проволока. Концы проволоки защеплены в концевых блоках, которые состоят из двух частей: фиксированной (анкерной) и блоков для монтажа методом электродуговой сварки. Части крепятся между собой с помощью фиксирующих винтов. Снаружи на трубке отпрессована электромагнитная катушка со встроенным термистором типа NTC. Длина датчика 165 мм. Диапазон работы датчика 3000 микрострейн, что в приведённых к метрической системе единицах составляет 3000 мкм/м. Погрешность измерений, приведённая к полному измерительному диапазону: 0,5 % для групповой калибровки, 0,1 % для индивидуальной калибровки. Температурный диапазон работы в стандартном исполнении −20 …+80 °C.

Накладной датчик деформации VWSG-A-CON представляет собой разновидность наварного датчика VWSG-A с комплектом блоков для установки на поверхность. Этот тип датчиков предназначен для измерения относительной деформации в готовых железобетонных элементах сооружений, таких как панели, колонны и т. п.

Данный датчик производится компанией RST Instruments на собственном заводе в г. Мэпл Ридж (Канада). Каждая отгружаемая партия датчиков комплектуется сертификатом партии, в котором указан калибровочный коэффициент. Для заказа данного датчика необходимо указать следующие параметры:

• тип кабельного вывода (стандартный кабель EL370004 или другие модификации);
• длина кабельного вывода (кратно 1 метру, минимальная длина 1 м);
• необходимость индивидуальной калибровки (заводская или аккредитованная в РФ лаборатория).

Миниатюрный датчик VWSG-S

Струнный накладной миниатюрный датчик VWSG-S для установки методом точечной сварки производится в двух модификациях: VWSG-S-3000 для измерительного диапазона 3000 микрострейн и VWSG-S-5000 для диапазона 5000 микрострейн.

Конструктивно струнный датчик деформации состоит из стальной трубки, внутри которой натянута стальная проволока. Концы проволоки защеплены в концевых блоках. Снаружи на трубке отпрессована электромагнитная катушка со встроенным термистором типа NTC. Длина датчика 50,8 мм. Диапазон работы датчика 3000 или 5000 микрострейн, что в приведённых к метрической системе единицах составляет 3000 или 5000 мкм/м. Чувствительность датчика 0,5 или 1,0 микрострейн. Погрешность измерений, приведённая к полному измерительному диапазону: 0,5 % для групповой калибровки, 0,1 % для индивидуальной калибровки. Температурный диапазон работы в стандартном исполнении −20 …+80 °C.

Данный датчик производится компанией RST Instruments на собственном заводе в г. Мэпл Ридж (Канада). Каждая отгружаемая партия датчиков комплектуется сертификатом партии, в котором указан калибровочный коэффициент. Для заказа данного датчика необходимо указать следующие параметры:

• тип кабельного вывода (стандартный кабель EL370004 или другие модификации);
• длина кабельного вывода (кратно 1 метру, минимальная длина 1 м);
• необходимость индивидуальной калибровки (заводская или аккредитованная в РФ лаборатория).

Струнный арматурный датчик деформации VW5000-15

Струнный арматурный датчик VW5000-15 предназначен для измерения продольных напряжений в арматуре. Данный тип датчиков, называемый также «параллельный брусок» (“sister bars”) по методу установки, широко применяется для мониторинга элементов армирования в ростверках, стен в грунте и свай.

Датчик крепится рабочей арматуре контролируемого элемента по всей длине. Благодаря этому, а также центрально-осевому расположению измерительной струны, при измерениях VW5000-15 практически отсутствует за эксцентриситет чувствительного элемента. Для внесения поправки за температуру в электромагнитную измерительную катушку встроен термистор типа NTC. Каждый датчик на заводе индивидуально калибруется. Диапазон работы датчика 3000 микрострейн, что в приведённых к метрической системе единицах составляет 3000 мкм/м. Разрешающая способность датчика составляет 0,4 микрострейн, погрешность измерений, приведённая к полному измерительному диапазону: 0,25 %. Температурный диапазон работы в стандартном исполнении −20 …+80 °C. Длина датчика 1105 мм.

Данный датчик производится компанией RST Instruments на собственном заводе в г. Мэпл Ридж (Канада). Каждая отгружаемая партия датчиков комплектуется сертификатом партии, в котором указан калибровочный коэффициент. Для заказа данного датчика необходимо указать следующие параметры:

• тип кабельного вывода (стандартный кабель EL370004 или другие модификации);
• длина кабельного вывода (кратно 1 метру, минимальная длина 1 м);
• необходимость индивидуальной калибровки (заводская или аккредитованная в РФ лаборатория).

Датчик TENSMEG для семипроволочных канатов

Датчик TENSMEG был разработан в RST Instruments для мониторинга семипроволочных канатов. Данный тип канатов широко применяется в качестве напрягаемой арматуры в предварительно натяжённых железобетонных элементах, в вантовых системах, для анкерных крепей подпорных стен и т. п. TENSMEG может быть установлен на семипроволочных канатах с номинальным диаметром 15,2 мм с правой и левой свивкой (ГОСТ Р 53772-2010).

Конструктивно датчик представляет собой проволоку в тефлоновой изоляции, закрученную по виткам семипроволочного каната и закреплённую на концах двумя анкерными блоками. После установки в проектное положение датчик покрывается защитной лентой и вулканизируется.

Снятие показаний производится по четвертьмостовой схемам измерений с помощью ручного регистратора модели QB120 или щита автоматического сбора данных серии FlexDAQ.

Диапазон работы на растяжение более 50000 микрострейн, на сжатие до 3000 микрострейн (зависит от начального преднатяжения).

Разрешающая способность датчика составляет 1 микрострейн. Длина датчика 4 см (другие модели доступны по запросу). Погрешность измерений, приведённая к полному измерительному диапазону: 2 %.