在水利工程、大壩、橋梁等大型混凝土結構的安全監(jiān)測中，全面了解結構物內(nèi)部真實的應力應變狀態(tài)至關重要。傳統(tǒng)的單向應變計只能測量單一方向上的變形，而南京峟思工程儀器有限公司的VWS-S型振弦式多向應變計組，則提供了更全面、更高效的解決方案。

　　多向應變計組如何工作?

　　核心構成： 多向應變計組由多支(1支至9支)VWS-S型振弦式應變計、精密的安裝支桿和穩(wěn)固的支座組成。

　　空間布設： 這些應變計被按預先設計好的空間方向和數(shù)量(如三向、五向、九向)牢固地安裝在支座上。這種布局使其能夠同步感知結構內(nèi)部多個不同方向上的變形。

　　振弦傳感原理： 當混凝土結構因荷載、溫度或收縮徐變在某個方向上產(chǎn)生變形(拉伸或壓縮)時，該方向的應變計會同步感受變形。變形通過應變計兩端傳遞給內(nèi)部的振弦，改變其張力，進而改變振弦的固有振動頻率。

　　智能測量： 讀數(shù)儀(如VW-102A型)通過電纜向應變計的電磁線圈發(fā)送激勵信號并精準測量振弦的振動頻率(對應應變)以及內(nèi)置溫度傳感器的電阻值(對應溫度)。

　　數(shù)據(jù)解算： 測量得到的頻率值(換算為頻率模數(shù)F)和溫度值，結合儀器出廠標定的靈敏度系數(shù)k、溫度修正系數(shù)b以及被測混凝土的線膨脹系數(shù)α，通過專業(yè)計算公式(εm = k×(F - F?) + (b - α)×(T - T?))，即可精確計算出結構物在每個測量方向上的真實應變量，并能進一步換算為應力值。

　　相比單向應變計，多向應變計組的顯著優(yōu)勢：

　　全面感知空間應力狀態(tài)： 這是最核心的優(yōu)勢。單向應變計僅能提供單一方向上的線性應變數(shù)據(jù)。而多向應變計組同時捕捉結構內(nèi)部多個關鍵方向(如X, Y, Z軸或特定角度)的應變信息，構建出完整的空間應力場。這對于評估復雜結構(如大壩壩體、大型基礎、異形結構節(jié)點)的整體受力狀態(tài)和潛在風險點至關重要。

　　參數(shù)識別與驗證： 多向應變計組的設計本身就具有參數(shù)識別功能。通過多個方向的同步測量數(shù)據(jù)，工程師可以相互驗證數(shù)據(jù)的合理性，識別并剔除異常值，更可靠地反演出結構的實際受力狀態(tài)，避免因單點數(shù)據(jù)異常導致的誤判。

　　減少埋設點數(shù)量，提高效率： 要獲得空間應力狀態(tài)，若使用多個單向應變計，不僅需要更多的儀器，還需要在不同的位置分別鉆孔埋設，工作量大，對結構擾動也更大。多向應變計組在一個埋設點即可獲得多個方向的數(shù)據(jù)，顯著減少了埋設點數(shù)量，簡化了安裝流程，降低了對施工的干擾，提高了監(jiān)測效率。

　　同步溫度測量與補償： VWS-S型應變計組內(nèi)置溫度傳感器，能同步精確測量埋設點的溫度。其專業(yè)計算公式((b - α)×(T - T?)項)能有效自動扣除混凝土因溫度變化產(chǎn)生的膨脹或收縮變形對真實應變測量的干擾，確保應變量數(shù)據(jù)的準確性。這對于經(jīng)歷顯著溫度變化(如水化熱、季節(jié)溫差)的混凝土結構尤為關鍵。

　　集成化與智能化：

　　儀器內(nèi)附智能芯片，存儲編號、標定參數(shù)(k, b)，讀數(shù)儀可自動識別，避免人工記錄錯誤，實現(xiàn)“人工智能無紙化操作”。

　　即使現(xiàn)場多支應變計電纜意外挖斷，讀數(shù)儀也能快速自動識別每根電纜對應的儀器身份信息，極大方便了故障排查和后期維護。

　　觀測電纜集中引出，便于現(xiàn)場管理和保護。

　　VWS-S型振弦式多向應變計組，通過創(chuàng)新的空間布設方式和成熟的振弦傳感技術，解決了傳統(tǒng)單向應變計在空間應力監(jiān)測上的局限性。它能夠在一個測點精準、同步地獲取結構內(nèi)部多個方向的真實應變(扣除溫度影響)，提供全面可靠的空間應力狀態(tài)信息，極大提升了結構安全監(jiān)測的效率和準確性。對于關注大型混凝土結構長期性能與安全性的工程師和項目采購決策者而言，選擇多向應變計組是實現(xiàn)高效、精準、智能化結構健康監(jiān)測的優(yōu)選方案。