مهندس جوان

1- کاربردها

سلول‌ های فشار كل تار‌مرتعش سري TPC و EPC براي اندازه گيري ترکیب فشار در تنش موثروفشار آب منفذی طراحی شده است.عموما سلولهای فشار برای دو نوع در خواست استفاده می شوند:

- برای اندازه گیری فشار دربتن‌ حجمی مانند خاکریز يا در پركردن معادن و بتن به‌كار مي‌رود.

- از اين ابزار همچنين براي اندازه‌گيري فشار مجاور پوشش تونل‌ها، پي‌ها، ديوارهاي حائل، كانال‌ها يا ديگر سازه‌هاي فني نیز استفاده می شود.

در عمل سلول طوري نصب مي‌گردد كه صفحه آن عمود بر جهت عملكرد تنش اصلي باشد. يك خوشه از سلول ها را مي‌توان طوري نصب نمود كه اندازه‌گيري هر دو مولفه بزرگي و جهت تنش اصلي يا اندازه‌گيري تنش را در جهات مختلف امكان‌پذير سازد.

 کرنش سنج تار مرتعش در سلول حسگر در صورت لزوم ناهمواری ، پایایی، مقاومت را به راحتی ازدور رفتارنگاری
 می کند.

2- محصول

1-2- توضیحات کلی

    سلول شامل یک بالشتک فشار،یک لوله فولادی ضدزنگ ویک سنسور فشاردر یک محفظه محکم می باشد.این بالشتک از دوصفحه که محیط آن به هم جوش خورده ، ساخته شده است. که از یک غشاء مرکزی که توسط سیال غیر فشرده پرشده،تهیه شده است.هردو لبه بالشتک فعال است که این تاکید بیشتری بر اندازه گیری درجهت سطح داخلی دارد.يك لوله فولادي با طول كم و ديواره ضخيم به لبه سلول فشار وصل شده و طرف ديگر آن به يك محفظه استوانه اي داراي مبدل فشار متصل گرديده است. یک کابل آب بند امكان قرائت از دور تغييرات فشار را امكان پذير مي‌سازد.                           

در طي ساخت ابتدا سلول تحت خلاء قرار داده مي شود تا هرگونه هوا از درون آن تخليه شود. سپس روغن تحت فشار به درون سلول رانده مي‌شود به طوري كه صفحات توسط يك لايه نازك سيال از يكديگر جدا شوند. سيال همچنين لوله فولادي و حفره درون محفظه مبدل فشار را پر مي‌كند.

در صورت نیاز مجددا می توان تاحدود 2/1 متر لوله به سلول فشاراضافه کرد.در آن زمان مقداری روغن اضافه
 می کنیم،به طوریکه سطوح بالشتک به درستی با محیط اطراف در تماس باشند( بویژه در بتن حجمی).

2-2 - توضیحات جزئی

 در طراحی بالشتکهای آنها می باشد.که این برخواص سلولها تاثیر می گذارد TPC و EPCاختلاف اصلی بین دوسلول فشار وموجب تفاوت درکاربردهای آنها می شود.                  

. خیلی به تغییرات دما حساس می باشد.در نتیجه در محیطهایی که دما پایدار است کاربرد دارد :EPC  

TPC2-2-1- مدل

سلول فشار مدل TPC حاوي دو صفحه فولادي است.که لبه های این دوصفحه به هم جوش خورده اند.این ترکیب ومقدارکم روغن استفاده شده سختی بالایی را به سلول می دهد.بعلاوه،بالشتک خیلی به سمت شیارهای خارجی انعطاف دارد.میانگین فشار اطراف بالشتک توسط یک حلقه صلب که حساسیت به تنشها را در راستاهای دیگر نسبت به حالت نرمال سطوح سلول افزایش می دهد بدست می آید.مقدار کم روغن حساسیت سلول رانسبت به تغییرات دمابه حداقل می رساند.

سختی زیاد وحساسیت کم نسبت به دماسلول TPC را برای دفن درخاک سخت ( بین سنگ وبتن )مناسب می سازد.

سلولهای TPCبه اشکال مربع ودایره موجودند.که مدلهای ویژه آن برای اندازه گیری تنش در بتن حجمی یا در شاتکریت لاینینگ تونل طراحی می شود.

EPC 2-2-2- مدل

سلول EPC داراي دو صفحه فولادي انعطاف پذير نازك با لبه هاي گرد مي‌باشد كه در اطراف به همديگر جوش داده شده اند.لایه روغن بین صفحات ضخیم تر از مدل TPC است .مواد استفاده شده در صفحات وحجم بیشترروغن سختی سلول EPCرا کاهش می دهد.

این خصوصیات سلول را برای دفن در سنگ نرم یا خاکریز معدن مناسب می سازد.

حجم زیاد روغن نیاز این مدل را برای نصب در محیطهایی که دما پایدار است را فراهم می سازد.

2-3- عملکرد اصلی

فشار خارجی خاک به دولبه سلول وارد می شود.فشار به خاک وسپس به سنسور تار مرتعش انتقال می یابد.
المان حسگر بوسیله مبدل فشاریک سیم پیانوبه دیافراگم متصل می شود.تنوع در موقعیت تغییرات فشار روغن دیافراگم وهمچنین تاثیرات تنش در سیم است.این تنش مستقیما متناسب با مربع رزونانس یا فرکانس طبیعی در سیم است.

در عمل ،ولتاژهای ناگهانی که به کویل و یک موقعیت مغناطیسی نزدیک به تاردر یک طیف از فرکانس اعمال می شود ،  

فرکانس تار طبیعی اندازه گرفته می شود،بدین گونه نیروی تار به ارتعاش تبدیل می شود.نوسان تار یک ولتاژدرکویل تولید می کند.این سیگنال توسط دستگاه قرائت تقویت می شود،که این برخلاف فرکانس هارمونیکی با علائم مشخص ممتاز
 می شود تاتشدید فرکانس در تار تعیین شود.

ارتباط بین پرید N و کرنش در ارتعاش تار با استفاده از رابطه زیر حاصل می شود:

K .10⁹/N² = £

£ = کرنش برحسب میکرو استرین   

N =  تناوب ارتعاش برحسب میکروثانیه

K =  ثابت گیج ، ویژه برای هرنوع گیج

تکنولوژی تارمرتعش میانگین واحدی از سیگنال خروجی فرکانس که واقعا تاثیری برخط امپدانس ندارد ، یابا مقاومت تماس داردرا پیشنهاد می کند.

چند کیلومترطول کابل فاقد سیگنال زوالی می توانداستفاده شود.

دستگاه قرائت MB-6T برای قرائت سنسور تارمرتعش(تحریک ، وضعیت سیگنال ، نمایش اختلاف قرائتها)استفاده می شود.

2-4- کالیبراسیون

تمامي سلول‌هاي فشار با توجه به جدول كاليبراسيون خاص به طور مستقل كاليبره مي‌شوند.که با آن می توان قرائتهای خام را به مقادیر فشارو دمای تصیح شده تبدیل کرد.

تمام سنسورهابه طور جداگانه در محدوده دامنه کاری قبل از حمل کالیبره می شوند.ضرایب کالیبراسیون وضریب تاثیرحرارتی با قراردادن گزینه های داده کالیبراسیون در یک فرمول رگرسیون خطی یا چندمتغیره بدست می آید.

در طول مرحله کالیبراسیون ،حسگرهای فشارتا 125% دامنه کارایی و40 درجه سلسیوس تست می شوند.

3-1- پذیرش قرائت قبل از نصب

قرائت تمام ابزارها باید بلافاصله بعد از دریافت انجام شود، تا از عدم آسیب دیدن ابزار در طی حمل یا جابجایی در کارگاه اطمینان حاصل شود.                                                                                                                            

قرائت به صورت روابط خطی توسط یک سلول کاملا بدون بار گرفته می شود.که قرائت گرفته شده با قرائت کارخانه که در برگه کالیبراسیون نشان داده شده مقایسه می گردد.آنهاباید شبیه به هم باشند. اختلاف در قرائتهای خام ناشی ازدما وفشاربارومتریک موجب اختلافات مشخص از کارخانه ، در طول مرحله کالیبراسیون است.      

اگر فشارسلول فشار افزایش یابد،قرائتها باید کاهش یابد.

همچنین قرائت گیج دما گرفته شود تا از کارکرد درست ترمیستور مطمئن شوید.