Vibrerende tau

Et fusjonsforslag er i gang mellom vibrerende wire og Wave på en vibrerende wire .

Meningene om dette forslaget er samlet i en del av Wikipedia: Sider som skal slås sammen . Store endringer som er gjort i artikler i mellomtiden, bør kommenteres på samme side.

Du har nettopp festet {{to flette}} malen , følg disse trinnene:

1.	Fest banneret på de andre sidene som skal slås sammen : vibrerende ledning Vink på en vibrerende streng	Bruk denne teksten: {{à fusionner \|corde vibrante \|Onde sur une corde vibrante}}
2.	Viktig : legg til en del i Pages for å slå sammen , med begrunnelse for forslaget ditt.	Slik oppretter du seksjonen: Opprett seksjonen på siden for å slå sammen
3.	Husk å varsle hovedbidragsyterne til siden og tilknyttede prosjekter når det er mulig.	Bruk denne teksten: {{subst:Avertissement fusion \|corde vibrante \|Onde sur une corde vibrante}}

Fest banneret på de andre sidene som skal slås sammen :

Bruk denne teksten: {{à fusionner |corde vibrante |Onde sur une corde vibrante}}

Viktig : legg til en del i Pages for å slå sammen , med begrunnelse for forslaget ditt.

Slik oppretter du seksjonen:

Opprett seksjonen på siden for å slå sammen

Husk å varsle hovedbidragsyterne til siden og tilknyttede prosjekter når det er mulig.

Bruk denne teksten: {{subst:Avertissement fusion |corde vibrante |Onde sur une corde vibrante}}

Den vibrerende strengen er en type sensor som brukes til å måle absolutte endringer i forlengelse. Prinsippet er variasjonen av den grunnleggende vibrasjonsfrekvensen (ofte i det hørbare spekteret ) av en strukket streng, som avhenger av spenningen i henhold til en bestemt lov. En forlengelse eller en forkortelse resulterer i en endring av strengens spenning , og derfor av den grunnleggende frekvensen. Denne sensortypen består av en elektromagnet som gjør det mulig å opphisse oscillatoren og fungere som en mikrofon for å bestemme frekvensen.

Prinsipp

Det fysiske fenomenet til den vibrerende ledningen er knyttet til tre fysiske størrelser:

Ledningens spenning bemerket T ;
Ledningens lengde bemerket L ;
Den resonansfrekvensen korden betegnet ν .

Den vibrerende ledningssensoren gjør det mulig å bestemme strengens spenning ved å måle dens grunnleggende frekvens ( første modus for vibrasjon ). Den opprinnelige lengden bestemmes under fremstillingen. Fra strengens spenning trekker vi frem forlengelsen. Dette fysiske prinsippet gjør det derfor mulig å måle deformasjonen av strukturen som sensoren er festet på i sine to ender.

Oscillatoren er en ståltråd av pianotrådtype , strukket mellom to faste punkter, som er nøklene for sensoren. En spole plassert i midten av ledningen brukes først og fremst som en magnetiseringselektromagnet: ved å bevege ledningen bort fra likevektsposisjonen ved å bøye den, setter den ledningen i vibrasjon; deretter dempes vibrasjonene, og ledningen, som en bevegende leder i et magnetfelt, krysses av en indusert vekselstrøm. Frekvensen v av denne strømmen blir oppnådd av en pulsteller.

Nå er svingningsfrekvensen der ${\ displaystyle \ nu = {\ frac {1} {2L}} \ cdot {\ sqrt {\ frac {T} {\ mu}}}}$

T er trådspenningen,
μ er ledningens lineære tetthet,
L er ledningens lengde.

Ståltrådens elastisitet gjør det mulig å knytte spenningen til den relative forlengelsen ε . eller
${\ displaystyle T = A \ cdot E \ cdot \ epsilon}$

A er tverrsnittet av ledningen,
E er Youngs modul av stål.

Vi kan derfor skrive, ved å neglisjere forlengelsen sammenlignet med ledningens lengde L , at svingningsfrekvensen er praktisk talt proporsjonal med kvadratroten til forlengelsen, noe som gir et spesielt følsomt mål på denne siste mengden: med . Så: ${\ displaystyle \ nu = {\ frac {1} {k}} {\ sqrt {\ epsilon}}}$ ${\ displaystyle k = 2L {\ sqrt {\ frac {\ mu} {AE}}}}$

${\ displaystyle \ epsilon = k ^ {2} \ cdot (\ nu ^ {2} - \ nu _ {0} ^ {2})}$ hvor er akkordens frekvens før deformasjon ("nullpunkt" for målingen). $\ nu_0$

Måling av resonansfrekvensen oppnås ved hjelp av en elektromagnetisk spole. Det er den samme spolen som skal brukes til å opphisse tauet via en elektrisk impuls og dermed tillate måling.

Ofte inkluderer sensoren en andre vibrerende ledning som ikke er koblet til strukturen for å ta hensyn til temperaturens innflytelse på målingen (se nedenfor).

Eiendommer

Vibrerende ledningssensorer, når deres lengde er passende valgt for belastningsområdet som skal studeres, forblir pålitelige i minst et år, og noen ganger til og med flere år. I tillegg er forlengelsespunktet utrolig stabilt, dvs. vibrerende strenger er preget av god nøyaktighet .

Disse sensorene er ofte brukt for instrumentering: faktisk, de tilbyr et lengre liv og måle stabilitet enn strekkmålere , og er rimeligere enn sammenlignings. Hyppigheten av signalet er ikke veldig følsom for påvirkningsfaktorer som luftfuktighet eller ledningens lengde; kabellengden kan enkelt syes sammen, og dataloggere er i prinsippet veldig enkle.

På den annen side avhenger konstanten som relaterer forlengelsen til frekvensen sterkt av omgivelsestemperaturen: ledningen utvides, og dens lineære tetthet varierer også. Av denne grunn er vibrerende tau ofte utstyrt med integrerte temperatursensorer , som gjør at målingen kan kompenseres.

applikasjoner

Instrumentering for byggteknikk

Fordelene med denne typen sensorer er mange for disse bruksområdene:

det elektriske signalet som tilsvarer måling av resonansfrekvensen til den vibrerende ledningen kan overføres uten forstyrrelse over hundre meter kabel;
vibrerende ledningssensorer har vist seg å være veldig pålitelige og robuste over tid (tilbakemelding fra mer enn femti år);
målefrekvensene kan neppe være høyere enn hertz med tanke på eksitasjon av ledningen, men dette er ikke et problem innen sivilingeniør eller hydrologi, hvor de målte fenomenene er langsomme.

Det er også mulig å måle krefter som påføres en overflate via flate knekter . I hydrologi brukes prinsippet i piezometre , poretrykksonder og nivåprober .

Anleggsstyring metode

Det vibrerende ledningsfenomenet brukes også til å kontrollere spenningen til stagkablene og demping . Det er da et spørsmål om å måle vibrasjonsovertonene til stagkabelen under påvirkning av trafikk eller på en puls eller vedvarende type eksitasjon, ved hjelp av akselerometre.

Trekkmåleren som skal legges inn i betongen, gjør det mulig å måle deformasjonene forårsaket av spenningsvariasjoner. Det gjør det mulig å beregne spenningene der deformasjonsmodulene er kjent etter korreksjoner for effekten av temperatur, kryp og autogene reaksjoner av betong.

De viktigste betongkonstruksjonene som er instrumentert med disse strekkmålere er:

demninger;
atomkraftverk;
broer og viadukter;
store bygninger;
tunnel foringer;
hauger og caisser.

De kan installeres før den ferske betongen helles eller tidligere plasseres i en liten betongblokk som skal plasseres i den ferske betongen. Det er også mulig å injisere målerne eller den lille blokken i et forboret hull.

Strekkmåleren er laget av en ståltråd sveiset til to stålhoder ved hjelp av en tinnlodde med lav modul. Avstanden mellom de runde flensene på hodene bestemmer målebasen. En liten sideblokk midt på røret inneholder vedlikeholds- og lytteelektromagneter. En elektrisk motstand fra en av de elektromagnetiske spolene kan også gi temperaturen.

Vibrerende trådmålere leses ved hjelp av en bærbar stasjon eller datalogger. Den kan utføres i "dempet" eller "vedlikeholdt" modus avhengig av produsent.

Deformasjonene mellom festehodene i endene av sensoren induserer variasjoner i tauets lengde og frekvens. Forholdet mellom frekvens og forlengelse karakteriserer hver type strekkmåler og gjør det mulig å beregne stammene fra strekkfaktoren K.

Historisk

Den vibrerende ledningssensoren, designet av italienske Pietro Cardani (1858-1924), ble patentert i 1899 av amerikaneren Edward McGarvey. Denne enheten ble brukt enormt for overvåking av vannkraftdammer, for eksempel på initiativ fra Davidenkoff i Russland (1928) eller av André Coyne ved Bromme og Marèges- demningen (1930).

Bibliografi

AW Hendry, Elements of Experimental Stress Analysis: Structures and Solid Body , Oxford, Pergamon Press,1964( opptrykk 1977) ( ISBN 0-08-021301-4 )
Dan Mihai Stefanescu, Handbook of Force Transducers: Principles and Components , Oxford, Springer Verlag,2011, 612 s. ( ISBN 978-3-642-18295-2 , DOI 10.1007 / 978-3-642-18296-9 ) , “11. Vibrerende ledningsgivere”

Merknader

US patent nr. 633,471
Jf. N. Davidenkoff, “ Den vibrerende ledningsmetoden for å måle deformasjoner ”, Proc. ASTM , 34 th serie, n o to1934, s. 847-860.
Jf. Robert C. McWilliam , Robert Bud og Deborah Jean Warner , Instruments of Science: An Historical Encyclopedia , The Science Museum, London, Garland Publishing,1998, "Stammåler (generelt)", s. 535-536
Jf. André Coyne , " Noen resultater av lyd auskultasjon på betong, armert betong eller metallkonstruksjoner ", Annales de l'ITBTP , juli og august 1938.
Ifølge Nathalie Rosin-Corre , Christine Noret og Jean-Louis Bordes , Auskultation av vibrerende ledningssensorer , 80 års tilbakemelding om erfaring , Forhandlingene om CFBR-konferansen: Auskultasjon av dammer og diker. Øvelser og perspektiv , Chambéry,Juni 2012, PDF ( les online ).

Se også

Relaterte artikler

Eksterne linker