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錨桿試驗方法
閱讀：1807發(fā)布時間：2015-6-5
錨桿檢測儀使用說明書
錨桿檢測儀是一款以聲波檢測技術(shù)為基礎(chǔ)的錨桿,、錨索錨固質(zhì)量無損檢測儀器。儀器采用7寸高亮度真彩液晶觸摸顯示屏,，獨立,、交互式按鍵/觸摸操作，操作方便,；*的信號激發(fā)裝置,，使用方便、激發(fā)信號穩(wěn)定可靠,；數(shù)據(jù)存儲使用SD卡,，存儲容量大，數(shù)據(jù)保存,、讀取方便,。
1.500T千斤頂校驗儀 反力框架適用范圍
(1)錨桿錨索長度、注漿密實度和錨固缺陷的無損檢測,；
(2)巖錨梁等重要部位的長自由段錨桿的無損檢測,；
(3)高速公路鋼質(zhì)護欄立柱長度和埋深的無損檢測。
2. 測試原理
2.1 工作原理
在隧道內(nèi)錨桿,、混凝土砂漿和圍巖組成的系統(tǒng)中,，密實狀態(tài)下的錨固劑凝固后，密實度與錨桿桿體的密實度十分相近,，在錨桿孔中,，其與錨桿桿體緊密握裹，可近似為一個組合桿體,。而錨桿與錨固劑的強度明顯大于隧道圍巖,，故可把其組合體近似看作是嵌入圍巖的一維桿狀體。由錨桿端部發(fā)射的聲頻應力波經(jīng)桿體向里傳播,，當遇到存在波阻抗差異的界面(如空洞,、錨桿與砂漿等界面),，將發(fā)生反射、透射或散射,。圖2.1為應用應力波檢測技術(shù)測試錨桿錨固質(zhì)量的原理示意圖,。在實際工程中透射波不易測得，但反射波可在其傳至錨桿頂時,，通過固定在錨桿頂部的傳感器加速度型或速度型測得,，由于反射波攜帶錨固系統(tǒng)內(nèi)信息，SET-PB-01錨桿檢測儀會將其放大,、濾波和數(shù)據(jù)處理,，識別來自不同部位的反射信息。根據(jù)這些反射信息,，結(jié)合其他工程資料,，可判斷錨固系統(tǒng)不同部位的質(zhì)量。
圖2.1 應力波法錨桿無損檢測原理示意圖
2.2 分析原理
機械波在介質(zhì)中傳播并在某個界面反射,，界面與機械波傳播起點厚度為h,，則波速Vp與頻率f滿足如下關(guān)系式：
應力波法是基于一維桿件的波動理論。根據(jù)波在錨桿中傳播的一維波動方程及波在上,、下界面處質(zhì)點位移的連續(xù)條件和力的平衡條件,，得出：
反射波應力
3. 性能介紹
3.1 性能特點
MG型錨桿檢測儀具備眾多優(yōu)勢，操作方面采用觸摸/按鍵交互式操作以及波形和頻譜圖實時觀測,。其具體性能優(yōu)勢如下：
(1) 主機操作界面友好,，觸摸、按鍵均可操作,，交互式參數(shù)設(shè)置與測試操作,；
(2) 單面檢測，無需耦合劑,，檢測方便,、快捷，檢測結(jié)果直觀,、準確可靠,；
(3) 穩(wěn)定、高可靠性的電磁型信號激發(fā)裝置,，使用方便,；
(4) 數(shù)據(jù)存儲方式采用大容量SD卡存儲，測試數(shù)據(jù)讀取方便快捷,；
(5) USB 數(shù)據(jù)傳輸,，儀器可直接與PC進行連接；
(6) 專業(yè)的數(shù)據(jù)處理軟件，可用于后期分析,，測試報告輸出,、打印,；
(7) 高性能內(nèi)置大容量鋰電池(6.8Ah),，適用于野外長期測試使用。
3.2 技術(shù)參數(shù)
見下表3.1,。錨桿檢測儀技術(shù)參數(shù)
測量范圍 1 ~ 40 m 測試精度 幅度精度優(yōu)于0.1%
頻率精度優(yōu)于0.1%
通信速度 1 MB/S 通信方式 USB
采樣字節(jié) 1 ~ 10 K 可調(diào) 采 樣 率 25 Hz ~ 1.25 MHz
操作系統(tǒng) 無 測試方式 手動、自動,、信號觸發(fā)
控制系統(tǒng) MCU 輸入信號類型 機械振動
緩 存 64 K 存儲介質(zhì) SD卡,，4 GB
顯示模式 7寸真彩液晶 操作方式 按鍵/觸屏
供電模式 內(nèi)置6.8Ah鋰電池 傳感器類型 加速度
主機尺寸 236 ×85 ×69 mm 主機重量 0.8 Kg
防護箱尺寸 400 ×300 ×150 mm 防護箱重量 2.5 Kg
4. 測試主機
4.1 儀器外形
MG型錨桿檢測儀外形如圖4.1(a)所示，正面面板為液晶顯示屏和主要按鍵,；儀器后側(cè)配置有2個信號接收通道接口和1個附加壓電發(fā)射接口,，如圖4.1 (b)所示；左側(cè)有電源開關(guān),、USB接口以及SD卡插口,，如圖4.1(c)所示；右側(cè)配置有1個數(shù)據(jù)傳輸接口,，如圖4.1(d)所示,。
圖4.1 外形圖：(a) 正面外形；(b) 后側(cè)外形,；(c) 左側(cè)外形,；(d) 右側(cè)外形
4.2 500T千斤頂校驗儀 反力框架硬件與按鍵功能
(1)電源開關(guān)：儀器電源開關(guān)，往上按開機,，往下按關(guān)機,。
(2)電源插口：供內(nèi)置電池充電使用。
(3)顯示屏：顯示屏為7寸高亮度液晶屏,，可實現(xiàn)觸摸操作,。
(4)通道1：通道一傳感器接口，信號采集通道,。
(5)通道2：通道二傳感器接口,，信號采集通道。
(6)發(fā)射：附加壓電發(fā)射通道,，調(diào)節(jié)儀器發(fā)射脈寬可調(diào)節(jié)信號激發(fā)能量大小,。
(7)COM接口：與計算機連接更新軟件。
(8)SD卡插口：插入SD卡方便檢測數(shù)據(jù)存儲與讀取,。
(9)USB接口：與計算機連接,，可對SD卡內(nèi)測試數(shù)據(jù)文件進行操作。
(10)按鍵：【F1】各界面下菜單選項切換快捷鍵。
【F2】測試測量頁面和結(jié)果查看頁面中“游標1/2/3"移動步距設(shè)置快捷鍵,。
【亮度】發(fā)射脈寬調(diào)節(jié)快捷鍵,。
【←】同一界面內(nèi)各菜單下的不同選項向上選擇；參數(shù)設(shè)置彈出窗口鍵,。
【菜單】不同菜單選項切換選擇,。
【→】同一界面內(nèi)各菜單下的不同選項向下選擇；參數(shù)設(shè)置彈出窗口鍵,。
【返回】返回上一級菜單或上一級頁面,。
【確認】確認進入選擇項、確認修改,、確認開始信號采集,。
5. 操作說明
5.1 儀器連接
在開機進行測試前，請將SD卡插入儀器內(nèi),，并將沖擊器,、傳感器與儀器和被測對象連接好，檢測端連接方式如圖5.1所示,。
(1)儀器端連接
傳感器傳輸線連接于儀器接口“通道1",；沖擊器傳輸線連接儀器接口“發(fā)射"。
(2)檢測端連接
首先將傳感器與磁座擰緊固定,，隨后請將該傳感器置于錨桿桿體的端面(注意：磁座為強力磁,，放置時請小心輕放，以免磁座與桿體接觸時瞬間撞擊破壞磁座),。SET-PB-01型錨桿檢測儀配置有兩類沖擊器,，均可單獨使用。若使用沖擊器I,，請將儀器內(nèi)發(fā)射脈寬設(shè)置調(diào)節(jié)在10μs左右,，測試時將沖擊頭對準錨桿桿體端面；若選擇沖擊器II,，將該沖擊器套在外露桿體上,，沖擊器中心與外露的桿體端面距離約為4 ~ 5 cm。
圖5.1 傳感器,、沖擊器與檢測對象連接示意圖
5.2 測量操作
5.2.1 開機
將SD卡插入,，按下電源開關(guān)，開機進入主界面(注意界面右上角電池電量顯示圖標,，若電量不夠請及時充電),。界面包括“1. 波速標定"、“2. 錨桿檢測",、“3. 結(jié)果查詢",、“4. 儀器設(shè)置"和“5. 聯(lián)機通信"5個選項，如圖5.2所示。開機默認選項為“1. 波速標定",，按【菜單】鍵或【←】和【→】進行選擇,。本款儀器帶觸摸功能，上述操作可直接點擊完成,，下述所有操作,。
圖5.2 SET-PB-01 型錨桿檢測儀開機界面
5.2.2 測試界面主菜單
從開機界面進入波速標定或錨桿檢測界面后可以看到界面內(nèi)相同的上菜單選項，如圖5.3所示,，上菜單有測試選項,、觸發(fā)方式、放大倍數(shù),、采樣頻率以及采集方式5個菜單項,。
圖5.3 測試界面菜單
I. 測試選項：按下【F1】鍵進入通道設(shè)置菜單，共3個選項,，分別為“桿體波速測量"、“桿系波速測量",、“錨桿質(zhì)量測量",。按【←】或【→】選擇上述測試選項。通常情況下需要先后進行“桿體波速測量"和“桿系波速測量",，此后進行“錨桿質(zhì)量測量",。
II. 觸發(fā)方式：繼續(xù)按【F1】鍵進入信號觸發(fā)方式菜單設(shè)置，共3個選項,，分別為“同步觸發(fā)",、“信號觸發(fā)"、和“延遲觸發(fā)",。若選用沖擊器I測試請選擇“延遲觸發(fā)",，若選用沖擊器II測試請選擇選擇“同步觸發(fā)"。選擇方法與測試選項選擇相同,。
III. 放大倍數(shù)：繼續(xù)按【F1】鍵設(shè)置放大倍數(shù),，共8檔，分別為50,、56,、62、68,、74,、80、86和92 dB,。放大倍數(shù)選擇原則是保證zui大幅值占據(jù)獨立顯示區(qū)的3/4,。選擇方法與測試選項選擇相同。
IV. 采樣頻率：繼續(xù)按【菜單】鍵設(shè)置采樣頻率，共7檔,，分別為12.5,、25、50,、125,、250、500 KHz和1.25 MHz,。選擇方法與測量通道選擇相同,。
V. 采集方式：繼續(xù)按【菜單】鍵設(shè)置保存方式，有“單次采集"和“連續(xù)采集"2個采集方式選擇,。單次采集指一次采集1個波形,，并顯示在波形顯示區(qū)內(nèi)；連續(xù)采集指3次連續(xù)采集,，并將信號顯示在波形顯示區(qū),。選擇方法與測量通道選擇相同。
VI. 波形顯示區(qū)：儀器可同時顯示3個波形,；顯示區(qū)域如圖5.3中所示,。每個波形顯示區(qū)域中會顯示相應的反射波的首波時間t1、t2以及測試長度L,。每個波形顯示區(qū)均有獨立的游標,，移動游標可讀取人工讀取首波時間。
VII. 儀器工作狀態(tài)：儀器工作狀態(tài)顯示在屏幕右下角,，未采集信號時顯示“空閑狀態(tài)",；信號采集時顯示“等待采集"(注意：信號采集時間極短，正常情況下僅閃現(xiàn)字樣,，若未被觸發(fā)會一直顯示“等待采集"),。
VIII. 工具欄：如圖5.4是工具欄各個圖標所對應的功能。
圖5.4 工具欄各工具功能
5.2.3 波速的標定
波速標定指桿體與桿系的波速測試,。桿體波速測試請使用與被測錨桿材質(zhì),、直徑相同的螺紋鋼進行測試；桿系波速測試需已知錨桿實際長度,。
a. 桿體波速測試：開機主界面內(nèi)選擇“1. 波速標定"選項,，按【確認】鍵進入，界面如圖5.5所示,，儀器默認為“桿體波速測試",。帶觸摸功能時，直接點擊即可完成相關(guān)設(shè)置,。
圖5.5 波速標定界面
① 工程文件名設(shè)置,。 如圖5.5所示紅色區(qū)域為工程文件名設(shè)置菜單,，按【F1】進行切換，選中彈出如圖5.6(a)和(b)所示對話框,，輸入工程文件名稱,，按【確認】完成輸入，按【返回】輸入完成,。
② 桿體長度/采樣長度/桿體波速設(shè)置,。按【F1】進行菜單切換，選中“桿體長度",、“采樣長度",、“桿體波速"，按【確認】鍵彈出如圖5.6(c)和(d)所示對話框,。
5.6 工程文件與參數(shù)設(shè)置彈出窗口
桿體波速為測試自動計算出的波速,，在已知波速情況下也可直接輸入波速，通常情況下桿體波速為5120 m/s,。采樣字節(jié)設(shè)置與桿體長度,、桿體波速以及采樣頻率相關(guān)，錨桿檢測儀采樣字節(jié)設(shè)置范圍為1 ~ 10 K,。
b. 桿系波速測試：按【F1】進行菜單切換,，選中“桿系波速測量"，如圖5.7所示界面,，文件名與參數(shù)設(shè)置操作與桿體波速測試相同。此測試需要注意“桿體長度"與“外露端長"設(shè)置,。
圖5.7 桿系波速測試界面
5.2.4 錨桿質(zhì)量測量
完成上述(1)和(2)的桿體與桿系波速測試后,，波速自動記錄并作為錨桿質(zhì)量檢測波速。錨桿質(zhì)量測量界面可由波速標定界面進入,，如圖5.8中左上角所示的選項,，同時還可以由開機界面的“2. 錨桿測量"進入，測量界面如圖5.7所示,。
圖5.8 測試測量界面
5.2.5 信號采集
完成參數(shù)設(shè)置后,，測量界面右下角工作狀態(tài)顯示為“空閑狀態(tài)"。按【確認】鍵,，顯示為“開始采樣",，界面出現(xiàn)信號并且右下角工作狀態(tài)再次顯示“空閑狀態(tài)"，并且在該字樣上方有“等待保存"紅色字樣,，如圖5.9所示右下角紅色方框,。點擊工具欄保存圖標，采集信號完成保存,，“等待保存"字樣消失,，本次采集即完成,。
圖5.9 信號采集與保存界面
5.2.6 波形查看
一般情形下，信號采集完成后儀器能夠順利的自動讀取首波時間,。若需要進行人工識別可使用測量界面右側(cè)的工具欄完成相關(guān)操作,，如圖5.3中所示。若未進行相關(guān)操作可使用配套數(shù)據(jù)分析軟件對數(shù)據(jù)進行后處理時分析,，分析軟件操作詳見《錨桿檢測儀數(shù)據(jù)分析軟件說明書》,。
a.波形移動。按【菜單】鍵選中“波形移動",，按【←】或【→】實現(xiàn)波形移動,；本儀器具備觸摸功能，點擊圖5.9中所示圖標即可完成操作,。
b.波形縮放,。按【菜單】鍵選中“波形縮放"，按【←】或【→】實現(xiàn)波形縮放,；按【F2】轉(zhuǎn)換為“頻譜縮放",，按【←】或【→】實現(xiàn)頻譜圖移縮放。本儀器具備觸摸功能,，點擊圖5.9中所示圖標即可完成操作,。
c. 首波時間查看。按【菜單】選中“游標1"或“游標2",，紅色游標為游標1,，藍色游標為游標2，如圖5.10所示,。點擊相應的波形顯示區(qū)域后選擇游標按【←】或【→】實現(xiàn)游標移動,，實現(xiàn)游人工識別首波時間；按【F2】鍵實現(xiàn)游標移動步距調(diào)整,。
圖5.10 500T千斤頂校驗儀 反力框架波形查看與分析工具圖標
5.3 結(jié)果查詢
(1)進入結(jié)果查詢界面
在開機主界面內(nèi)選擇“結(jié)果查詢"選項,，按【確認】鍵進入結(jié)果查詢界面，如圖5.11所示,。
圖5.11 測試結(jié)果查詢界面
(2)選擇測試結(jié)果文件
按【菜單】鍵首先選中工程文件選項,，按【←】和【→】選擇所需要查看的構(gòu)件；繼續(xù)按【菜單】鍵選中上述工程下的構(gòu)件,，按【←】和【→】選擇所需要查看的構(gòu)件,；繼續(xù)按【菜單】鍵選中上述構(gòu)件文件下的測量結(jié)果，按【←】和【→】選擇所需要查看的測量結(jié)果文件,，具備觸摸功能時,，直接點擊所需選項即可。
(3)結(jié)果分析與修改
按【確認】鍵進入(2)中所選中的測量結(jié)果文件數(shù)據(jù)分析界面,，分析操作由工具欄中相應工具完成,，分析完成后按【確認】或點擊保存圖標保存修改數(shù)據(jù),。
5.4 儀器設(shè)置
從開機主界面中選中“儀器設(shè)置"選項，按【確定】進入設(shè)置界面,，如圖5.12所示,。按【菜單】鍵，選擇所需要設(shè)置選項進行設(shè)置,。
圖5.12 儀器設(shè)置界面
(1)亮度調(diào)節(jié)
按【菜單】選中“亮度調(diào)節(jié)",，按【確認】彈出圖5.13(a)所示窗口，按【→】亮度加大,，按【←】亮度減小,。具備觸摸功能時，點擊即可完成調(diào)節(jié),。
(2)觸摸校準
按【菜單】選中“觸摸校準",，按【確認】彈出校準窗口，按屏幕四個角落處出現(xiàn)小圓點的順序依次用觸摸筆點擊,。
(3)日期與時間調(diào)節(jié)
按【菜單】選中所需調(diào)整的日期貨時間,，按【←】或【→】彈出如圖5.13(b)所示窗口，輸入數(shù)字即完成設(shè)置,。
500T千斤頂校驗儀 反力框架
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