Датчики с вибрационной проволокой Kingmach для мониторинга состояния конструкций

Что измеряет вибрирующий датчик в ШМ

Датчик вибрирующей проволоки преобразует механическое изменение в изменение резонансной частоты натянутой проволоки. Совместимое устройство считывания возбуждает провод, обнаруживает реакцию и применяет калибровочные коэффициенты для расчета деформации, давления, нагрузки или другой инженерной величины. Частота — это измеряемая величина, поэтому нормальное изменение сопротивления кабеля оказывает меньшее влияние на результат, чем на сигнал низкого уровня сопротивления или напряжения. Непрерывность кабеля, экранирование, защита от влаги и совместимость показаний по-прежнему имеют значение.

Для более глубокого объяснения механизма восприятия просмотрите как работают тензорезисторы с вибрационной проволокой . Инженерное преимущество наиболее эффективно при медленном, долговременном мониторинге, где стабильность и длинные кабельные трассы имеют большее значение, чем высокочастотный динамический отклик. Датчик с вибрирующей проволокой не является автоматически правильным выбором при быстрой вибрации, больших глобальных перемещениях или геометрии, требующей гибкого, тросового, оптического или спутникового пути измерения.

Проверка терминологии перед запросом цен

Не используйте «вибрирующий провод» в качестве общего названия для каждого прибора с частотным выходом или цифрового смещения. В моделях Kingmach JMDL-21XXAT, JMDL-22XXAT, JMDL-24XXAT, JMDL-31XXAT и JMDL-32XXAT используются принципы индуктивной частотной модуляции. JMDL-52XXADT использует две связанные индуктивные катушки, JMLS-22XXADT использует тросовый механизм с преобразованием сопротивления и цифровой связью, а JMBD-1050 использует позиционирование GNSS. Правильная терминология предотвращает несовпадение каналов считывания, предположений о подключении и процедур калибровки.

Постройте цепочку измерений, прежде чем выбирать модель

Датчик — это один уровень системы SHM. Точка измерения, монтажное оборудование, защищенная кабельная трасса, считыватель или регистратор, канал связи, программное обеспечение, пороги срабатывания сигнализации и процедура реагирования должны работать как одна цепочка. Высокостабильный датчик не может исправить нестабильный якорь, поврежденный кабель, несовместимый канал, плохую интерпретацию температуры или порог срабатывания сигнализации, не имеющий инженерного обоснования.

 

• Прежде чем выбирать семейство датчиков, определите инженерный вопрос и физическую переменную.
• Убедитесь, что диапазон, разрешение, повторяемость, температурное поведение и частота дискретизации поддерживают принятие решения о тревоге.
• Укажите монтаж, защиту кабеля, заземление, защиту от перенапряжения, каналы считывания, связь, хранение данных и доступ для обслуживания.
• Назначьте ответственность за показания базового уровня, утверждение пороговых значений, проверку сигналов тревоги, проверку и сохранение данных.

Критерии выбора, которые входят в предложение

Восемь вариантов мониторинга движения и где они подходят

Следующие восемь вариантов появляются в Kingmach's диапазон датчика смещения . Они решают различные вопросы движения в рамках SHM, но это не восемь версий одного вибродатчика. Прежде чем рассматривать модели как замену, сравните принцип измерения, путь измерения, метод установки, выходную мощность и требования к техническому обслуживанию.

1. Интеллектуальный датчик трещин: JMDL-22XXAT.

Используйте Интеллектуальный датчик трещин JMDL-22XXAT когда инженерной переменной является изменение ширины трещины, шва или компенсатора. Варианты стандартного диапазона позволяют покупателю соответствовать ожидаемому движению, а не соглашаться на одно обычное путешествие. Монтажная геометрия должна переносить отверстие непосредственно в манометр, сохраняя при этом анкеры снаружи поврежденного или незакрепленного материала. Нулевое показание должно быть записано с указанием температуры, условий установки и соответствующей ссылки на чертеж.

В проекте Эгоньянского железнодорожного моста использовались интеллектуальные датчики трещин в более широкой системе мониторинга моста, что показало, почему данные о трещинах следует интерпретировать с помощью измерений нагрузки, прогиба, деформации и условий окружающей среды. Распространенной ошибкой является выбор наименьшего диапазона для обеспечения кажущейся точности без учета сезонного смещения или смещения установки. Другой вариант – монтаж поперек неровной трещины без определения оси движения. Запросите точный диапазон, точность, температурный режим, длину кабеля, монтажные принадлежности, запись калибровки и совместимые показания. Определите, кто может сбрасывать ноль и как любой сброс будет регистрироваться в истории мониторинга.

2. Универсальный измеритель смещения: JMDL-21XXAT.

Универсальный измеритель смещения JMDL-21XXAT соответствует прямому относительному движению между двумя структурными компонентами, когда направление измерения ясно. Типичные задачи включают перемещение компенсатора, смещение местной опоры и относительное перемещение через определенный интерфейс. Его индуктивная архитектура частотной модуляции и цифровые функции отличают эту технологию от обычного датчика с вибрирующей проволокой, хотя частота участвует во внутреннем процессе измерения.

Перед заказом нарисуйте фиксированную точку, движущуюся точку, ожидаемое направление, начальное выдвижение и полный диапазон движения. Проверьте, не может ли вращение или поперечное перемещение вызвать боковую нагрузку на стержень или кронштейн. Обычной ошибкой является использование универсального калибра как универсального решения, когда траектория движения изогнута, слишком длинна, недоступна или связана с нестабильным материалом. В таких случаях более надежный ответ на вопрос может дать гибкий, тросовый, многоточечный, скальный, оптический или GNSS-метод. Прежде чем принимать базовые показания, потребуется монтажный чертеж с размерами и проверьте исходное положение установки.

3. Дифференциальный измеритель смещения: JMDL-52XXADT.

Выберите JMDL-52XXADT Измеритель дифференциального смещения когда решение зависит от разницы в движении между двумя точками, например относительного перемещения по суставу, сегменту или интерфейсу. Две связанные индуктивные катушки реагируют в противоположных направлениях при движении стержня. Дифференциальный расчет предназначен для уменьшения общего воздействия окружающей среды, включая эффекты, связанные с температурой. Этот принцип работы нельзя описывать как вибрирующий провод.

Контрольные точки являются частью измерения. Если любой из анкеров перемещается независимо, выходные данные могут быть правильными для установленной геометрии, но неверными для инженерной интерпретации. Укажите в установочном чертеже жесткость кронштейна, выравнивание, исходное положение, тепловое перемещение, доступ и защиту кабеля. Распространенной ошибкой является использование дифференциального датчика, когда проект действительно требует абсолютного положения или большого перемещения. Прежде чем определять сигналы тревоги, подтвердите систему отсчета и ожидаемое соглашение о знаках. При вводе в эксплуатацию выполните контролируемое движение в обоих направлениях и проверьте знак, возврат и отображение каналов.

4. Датчик смещения троса: JMLS-22XXADT.

JMLS-22XXADT Датчик смещения троса преобразует удлинение или втягивание кабеля с помощью катушки и поворотного сенсорного механизма. Это полезно, когда ход больше или жесткий измерительный стержень не может следовать по доступному пути. Связь RS485 может упростить подключение к совместимой системе сбора данных, но основной проблемой при установке остается прокладка механического кабеля.

• Следите за тем, чтобы кабель соответствовал предполагаемому движению, и защищайте его от истирания, зацеплений, льда, мусора и случайных ударов.
• Проверьте силу втягивания, прочность анкера, полезный ход, геометрию изгиба, герметичность корпуса, настройки протокола и доступ для проверки.
• Не используйте полный номинальный ход в качестве расчетного перемещения; резервная установка и запас на случай чрезвычайных ситуаций.

Частой ошибкой является сосредоточение внимания на электронном разрешении при игнорировании механики кабеля. Плохое выравнивание или незащищенный маршрут могут привести к трению, провисанию или повреждению, которые не сможет исправить никакой цифровой выход. Прежде чем закрыть защитный кожух, проверьте направление вытягивания и поведение втягивания на протяжении всего ожидаемого хода.

5. Гибкий измеритель смещения: JMDL-24XXAT.

Используйте Гибкий измеритель смещения JMDL-24XXAT когда чувствительный элемент должен деформироваться из-за георешетки или другой встроенной арматуры, а не перекрывать чистый прямой зазор. Гибкий удлинитель следует за движением материала, а внутреннее индуктивное чувствительное устройство с частотной модуляцией позволяет избежать скользящего контакта между стержнем и катушкой. Это делает модель применимой для армированных грунтов, земляного полотна, уклонов и фундаментов, где жесткий поверхностный датчик может исказить траекторию измерения.

Планирование установки должно охватывать ориентацию датчика, крепление к арматуре, защиту во время укладки заполнения, выход кабеля, нагрузки уплотнения, первоначальные показания и взаимосвязь между измеренным удлинением и инженерной деформацией. Распространенной ошибкой является то, что гибкий стержень считается механически неразрушимым. Строительное оборудование, резкие изгибы, плохое крепление или неконтролируемое размещение заливки могут повредить сборку или отсоединить ее от материала. Перед захоронением потребуйте описание метода установки и проверку точек крепления. Сфотографируйте крепление и трассу кабеля, чтобы при последующем анализе данных можно было подтвердить установленную геометрию.

6. Многоточечный измеритель смещения: JMDL-31XXAT.

Многоточечный измеритель смещения JMDL-31XXAT разделяет движение на нескольких глубинах в окружающей скале, склонах, котлованах или грунте туннеля. Якоря, установленные на разной глубине, соединяются посредством стержней и защитных трубок с отдельными датчиками смещения. Сравнение точек помогает инженеру отличить неглубокую деформацию от более глубокого движения. Это более информативно, чем одно измерение с поверхности, когда местоположение активной зоны не определено.

Группа проектировщиков должна указать глубину и диаметр скважины, расположение трех-пяти точек, глубину анкеров, геологию, раствор, длину стержней, защиту головы, прокладку кабеля, последовательность установки и базовую процедуру. Распространенной ошибкой является выбор равного расстояния между точками без привязки к пластам, нарушениям сплошности, стадиям раскопок или ожидаемой зоне сдвига. Другой риск заключается в том, что установка раствора или стержня может привести к непреднамеренному соединению между точками. Рассматривайте проектирование скважины и запись об установке как часть спецификации прибора. Требуйте, чтобы окончательный график глубины и идентификация установленной точки соответствовали карте канала регистратора.

7. Одноточечный измеритель смещения коренных пород: JMDL-32XXAT.

JMDL-32XXAT Одноточечный измеритель смещения коренных пород измеряет перемещение между поверхностью или опорной структурой и одним глубоким анкером. Он подходит для деформации горных пород в туннелях, движения фундамента плотины, движения склонов или котлованов, когда инженер может определить значимую стабильную опорную глубину. Прибор сочетает в себе датчик смещения, стержень, якорь, защитную трубу и узел головки, поэтому конструкция скважины и якоря напрямую влияет на результат.

Не думайте, что глубже автоматически означает стабильность. Прежде чем выбирать глубину анкеровки, просмотрите геологию, выветривание, швы, грунтовые воды, влияние раскопок и ожидаемую зону деформации. Одна точка не может показать, как распределяется движение над якорем; используйте многоточечную систему, когда требуется профилирование глубины. Самая распространенная ошибка — называть глубокий якорь «основанием» без документирования того, почему он является приемлемой ссылкой. Включите каротажные диаграммы скважин, записи о цементировании, установленную длину и показания базовой линии в приемочные документы. Если эталонная стабильность остается неопределенной, добавьте независимое обследование или другую точку измерения для проверки.

8. Мониторинг смещения GNSS: JMBD-1050

Используйте Устройство GNSS-мониторинга JMBD-1050 для изменения горизонтального и вертикального положения мостов под открытым небом, склонов, плотин, шахт, железных дорог или крупных сооружений. GNSS измеряет глобальное положение, а не локальное раскрытие трещин или перемещение стержня. Для системы требуется подходящая архитектура позиционирования, монтаж памятника, источник питания, средства связи и метод обработки данных. Он может охватывать масштабы и расстояния перемещения, непрактичные для локального контактного датчика.

Перед закупкой проверьте видимость спутника, риск многолучевости, расположение антенны, метод отсчета или коррекции, систему координат, интервал выборки, автономность электропитания, покрытие связи, молниезащиту, а также то, как векторы смещения будут фильтроваться и сигнализироваться. Распространенной ошибкой является установка GNSS вблизи отражающих структур или закрытого неба и ожидание того же качества данных, что и на открытой площадке. ГНСС и локальные датчики часто работают вместе: ГНСС отслеживает глобальное движение, а трещиномеры или глубинные инструменты определяют локальные механизмы деформации. Включите обследование неба и коммуникаций в план приемки перед установкой.

Проверенные доказательства проекта и чему следует научиться покупателям

Ссылки на именованные проекты полезны только тогда, когда они поясняют область действия системы. Три проверенных случая, приведенных ниже, демонстрируют мониторинг с использованием нескольких датчиков, а не заявление об успехе одной модели. Используйте их для определения переменных, архитектуры приобретения и рисков на местах, которые входят в запрос предложения по проекту.

Мост: Эгонгянский железнодорожный мост.

Проект мониторинга железнодорожного моста Эгонгян в Чунцине объединили интеллектуальные трещиномеры с приборами для измерения силы кабеля, прогиба, деформации, вибрации и окружающей среды. В случае закупок это означает, что не следует просить специалиста по измерению трещин объяснить каждую реакцию конструкции. Определите, как будут синхронизироваться и анализироваться тенденции температуры, поведения, связанного с движением транспорта, силы кабеля, прогиба и трещин.

Туннель: скоростная автомагистраль Юпин-Паньчжоу

Проект мониторинга скоростной автомагистрали Юпин-Паньчжоу в Гуйчжоу охвачены осадка туннеля, схождение, трещины и структурные деформации. В состав оборудования входили интеллектуальные устройства для измерения трещин и лазерного смещения, гидростатические датчики уровня и приборы для определения натяжения вибрирующей проволоки. Урок заключается в точной маркировке: в проекте могут использоваться датчики с вибрирующей проволокой, причем каждый канал смещения не является вибрирующей проволокой.

Склон: скоростная автомагистраль Цзивэй в Шаньдуне.

Проект мониторинга склонов скоростной автомагистрали Цзивэй комбинированные функции глубокого смещения, осадков, уровня грунтовых вод и светозвуковой сигнализации. Проект 2024 года демонстрирует, почему данные о деформации нуждаются в контексте триггеров и условий на месте. Запрос предложения по уклону должен включать глубину движения, интервал выпадения осадков, реакцию грунтовых вод, связь, электропитание, логику сигнализации и ответственность за проверку.

Проекты плотин требуют такой же системной дисциплины.

Для плотины определите, касается ли решение раскрытия трещин, движения суставов, деформации фундамента, порового давления, уровня воды, осадки, поднятия или глобального смещения. А система мониторинга плотины обычно сочетает в себе несколько семейств датчиков и измерения окружающей среды. Укажите опорные точки, галереи или кабельные трассы, гидроизоляцию, защиту от перенапряжений, резервирование сбора данных, доступ для проверки, владение порогами и способ сравнения показаний с уровнем и температурой в резервуаре.

Регистрация данных, удаленный мониторинг и видео о продукте

Для долгосрочного SHM обычно требуется автоматическое получение данных, тогда как считывание вручную остается полезным для ввода в эксплуатацию, базовых проверок, устранения неполадок и небольших проектов. Сопоставьте каждый канал с принципом измерения и выходом. Планируйте считывание или регистратор данных , инструментальный кабель , связь и программное обеспечение для визуализации до того, как будет выпущен приказ датчика.

Логика сигналов тревоги должна отделять проверки качества данных от структурных пороговых значений. Отсутствие данных, ровные линии, резкие скачки после технического обслуживания, неверная температурная реакция и несогласованность между связанными каналами могут указывать на проблему измерения. Структурные оповещения должны использовать утвержденные проектом пороговые значения, правила сохранения, контакты для эскалации и ответную реакцию на проверку. Сохраняйте необработанные показания, инженерные значения, версии калибровки, события технического обслуживания и изменения пороговых значений, чтобы впоследствии проверяющие могли восстановить решение.

На видео показано JMZX-215HAT/HB/HA заглубленный тензорезистор с вибрирующей проволокой , настоящий прибор с вибрирующей проволокой, используемый для встроенного мониторинга деформации. Используйте его, чтобы отличить вибрирующий проволочный чувствительный элемент от описанных выше индуктивных, тросовых или GNSS-технологий смещения. Для подготовки к полевым работам совместите обзор продукта с Руководство по установке тензодатчика с вибрирующей проволокой .

Закупочные и коммерческие условия

Сравните стоимость настроенной системы, а не цену блока датчиков. В коммерческом предложении должны быть указаны датчики, длины кабелей, монтажное оборудование, каналы считывания или регистрации, корпуса, питание, средства связи, программное обеспечение, калибровочная документация, ввод в эксплуатацию, обучение, запасные части, упаковка, транспортировка и налоги. Это показывает, приводит ли более низкая цена датчика к более высоким затратам на интеграцию, установку или обслуживание.

Текущие коммерческие условия для упомянутых моделей Kingmach с рабочим объемом предполагают минимальный объем заказа от одной штуки, договорную цену, предоплату банковским переводом и отгрузку в течение 30 дней после полной оплаты. Относитесь к ним как к условиям на этапе предложения, а не как к постоянному обещанию. Попросите счет-проформу подтвердить суффикс модели, количество, единицу и общую цену, Инкотермс, упаковку, этап оплаты, время выполнения, способ доставки, гарантию, объем калибровки, наличие запасных частей и язык документа.

Анализ жизненного цикла должен включать трудозатраты на установку, ограничения доступа, проверки калибровки, замену кабеля, расширение регистратора, плату за связь, работу программного обеспечения, плановые проверки и стоимость экстренного посещения объекта. Для скрытых или удаленных датчиков доступ к замене может превысить первоначальную цену покупки. Согласуйте заводскую документацию и предотгрузочные проверки перед оплатой, чтобы недостающие сведения о модели, канале, кабеле или протоколе не всплыли во время ввода в эксплуатацию.

Контрольный список запросов цен на комплект датчиков SHM

Измерение и структура

• Тип конструкции, место наблюдения, чертежи, фотографии и измеряемая физическая переменная.
• Ожидаемые нормальные и экстремальные значения, требуемое разрешение, основа точности, порог срабатывания сигнализации, интервал выборки и продолжительность мониторинга.
• Ориентиры, направление движения, смещение установки, диапазон температур и соответствующие каналы, необходимые для интерпретации.

Сайт и установка

• Вода, пыль, коррозия, вибрация, молния, воздействие строительных конструкций, требования к скважине или раствору, доступ и прокладка кабеля.
• Монтажные кронштейны, анкеры, защитная труба, распределительные коробки, разъемы, экранирование, заземление и защита от перенапряжения.
• Заявление о методе установки, базовая процедура, точки фиксации, приемочные показания и исполнительные записи.

Данные и коммерческая сфера

• Ручное или автоматическое считывание, тип канала, протокол, мощность, хранение, передача, сопоставление программного обеспечения, сигналы тревоги и роли пользователей.
• Техническое описание, калибровочные коэффициенты, отслеживаемость серийного номера, инструкции по подключению и установке, применимые сертификаты, гарантия и поддержка.
• Количество, длина кабеля, аксессуары, запасные части, упаковка, Инкотермс, условия оплаты, время выполнения, пункт назначения и необходимость ввода в эксплуатацию.

Распространенные ошибки при покупке, повышающие риск мониторинга

• Обзвон каждого частотного или цифрового датчика движения вибропроводом без подтверждения чувствительного элемента и канала считывания.
• Выбор диапазона только из нормального движения и без учета смещения установки, сезонного поведения или вероятного экстремального события.
• Сравнение значений точности без проверки, относятся ли они к полной шкале, показаниям, линейности, повторяемости или всей установленной системе.
• Заказ датчиков перед завершением работы над якорями, скважинами, кабельными трассами, защитой, возможностями регистратора, коммуникациями, питанием и программными метками.
• Использование одного локального датчика для интерпретации механизма системного уровня, который также зависит от нагрузки, температуры, давления, осадки или глобального движения.
• Утверждение самой низкой цены за единицу без учета затрат на установку, канальное оборудование, документацию, доступ для обслуживания, запасные части и риск замены.

Запросить обзор модели и системы

Часто задаваемые вопросы