共振柱試驗儀
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共振柱試驗儀
- 設(shè)備名稱:
共振柱試驗儀
- 型號:
共振柱儀
- 制造商:
德國APS-WILLE Geotechnik
產(chǎn)品介紹
  • 產(chǎn)品簡介
  • 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范
  • 特點優(yōu)勢
  • 技術(shù)參數(shù)
  • 軟件
  • 升級選項
產(chǎn)品簡介

共振柱試驗儀

德國WILLE共振柱試驗儀系統(tǒng)是一臺高質(zhì)量的儀器,用于在有圍壓的條件下,試驗各種材料的圓柱體或空心圓柱,低剪切應(yīng)變(小于 0.001%)、彈性模量和材料的阻尼特性。包括各種土壤、巖石、瀝青等材料。WILLE共振柱標(biāo)配了各向同性試驗功能,也可以升級到具有各向異性試驗功能,還可以升級為在非飽和條件下進(jìn)行試驗。


共振柱試驗基于波傳播理論工作,并振動激振土壤試樣的頂部。共振柱試驗儀可在兩種不同的邊界條件下工作,即所謂的一端自由和兩端自由條件,這取決于用戶想要的小的所需應(yīng)變。用戶可以使用安裝在計算機(jī)上的專用軟件(Windows, Linux 或 Mac 操作系統(tǒng))來控制整個系統(tǒng)。軟件界面友好,可以輕松控制系統(tǒng)的所有組件。簡化了運行試驗過程,具備多種試驗應(yīng)用。


共振柱試驗儀設(shè)備可以在包括黏土、淤泥和沙子以及其他材料(不包括巖石)的混合物的土壤上進(jìn)行試驗,還可以在有機(jī)土壤(軟土) 上進(jìn)行試驗。

共振柱儀? ??共振柱試驗儀

主要配置

① 三軸室

② 三軸室外壁升降裝置

③ 重型底盤,減少振動干擾

④ 共振柱激振、測量部件

⑤ 各向異性 / 軸向加載 ( 可選 )

⑥ 內(nèi)室

⑦ 自動壓力控制器

⑧ 自動體變測量裝置

⑨ 數(shù)據(jù)采集和激振控制器

⑩ 校準(zhǔn)桿


共振柱激振、測量組件

激振系統(tǒng)的設(shè)計和制造,重量輕、尺寸緊湊,可避免由于勵磁部件的重量而導(dǎo)致的很小的應(yīng)力各向異性。激振系統(tǒng)由兩個微型激振器組成,與市場上現(xiàn)有的設(shè)備相比,大大減少了試樣頂部的額外重量。

這種高精度的扭轉(zhuǎn)激振系統(tǒng)用于振動帶圍壓的實心或空心圓柱形土樣的頂部,以獲取試樣的共振頻率,頻率可達(dá)3000 Hz。

??力傳感器可通過微型激振器直接測量施加的力

??加速度計,用于測量扭轉(zhuǎn)和彎曲振動過程中的試樣位移(扭轉(zhuǎn)位移)

??非接觸式傳感器,可在試驗過程中測量小于6mm的試樣的垂直變形,并且不會影響上帽的扭轉(zhuǎn)

??與激振器沒有接觸,降低了設(shè)備的阻尼并提高設(shè)備的靈活性

??不占空間,對試樣的阻尼作用非常小,并且當(dāng)試樣的位移超過 6mm 時還能起作用

??非接觸式傳感器,用在試樣頂部變形較大的情況下測量試樣的扭轉(zhuǎn)位移(可選)

??特殊的圍壓、孔壓傳感器,量程 1Mpa,放大器 0-10 V,精度 0.1% FS,配套透明沖刷配件,方便排除壓力管路或傳感器中的空氣或氣泡

??潛水荷載傳感器,用于各向異性試驗,量程10 kN,精度±0.05%

??LVDT 傳感器,測量軸向變形,量程 + /-12.5 mm,精度0.1% f.s,耐壓高達(dá)2000 kPa

共振柱試驗儀

主要特點

??尺寸緊湊的微型激振器,可輕松安裝激振單元

??高達(dá) 3000 Hz 的寬頻率范圍

??重量輕

??兼容壓電力傳感器和放大器

??可調(diào)節(jié)的軸向加載機(jī)構(gòu),用于沉降量可達(dá)20mm的軟土(試樣變形大)

??激振系統(tǒng)可以輕松升級成可進(jìn)行法向振動試驗 (可選項)


各向異性軸向加載系統(tǒng)(可選)

設(shè)備可以在工廠里通過增配自動加載系統(tǒng),配合自動控制軟件, 升級為可以執(zhí)行各向異性試驗??梢耘渲脷鈩幼鲃悠鳎瑥脑嚇?頂部施加載荷,并能實現(xiàn)高達(dá) 8 kN 的垂直荷載。 使用此選項,用戶不需要另外購買一套系統(tǒng)實現(xiàn)各向異性試驗。

共振柱試驗儀

主要特點

??通過使用高精度且低噪音的氣動伺服閥作動器來施加軸向載荷

??自動軟件控制加載系統(tǒng)

??100mm直徑的試樣上的靜載荷高達(dá)1000 kPa

??無需懸掛重物

??需要訂購APC系統(tǒng),施加高達(dá)1000kPa 的壓縮空氣

??大試樣,例如直徑150mm 試樣,需要提供更大的壓力


三軸室

德國Wille共振柱試驗儀特殊設(shè)計的高質(zhì)量透明三軸氣室,可用于直徑在38~100mm之間、高度2倍于直徑的試樣。用戶可選擇滿足大試樣,如直徑為150mm試樣的三軸室。

三軸室有足夠空間安裝內(nèi)部傳感器或?qū)υO(shè)備進(jìn)行改裝,以執(zhí)行各向異性和非飽和試驗。 圍壓可達(dá)2000 kPa,覆蓋了共振柱試驗所需的壓力范圍。如需更高的圍壓,可考慮采用不銹鋼三軸室。

三軸室預(yù)留了耐壓過線孔,方便內(nèi)部傳感器的安裝,例如內(nèi)部位移、非接觸式傳感器、力傳感器等。系統(tǒng)配套有適配轉(zhuǎn)換組件,可按要求的試樣直徑進(jìn)行測量,包括上帽、不銹鋼底座 、連接軟管、透水石和 O 形圈等。

共振柱試驗儀

通過使用高精度且低噪音的氣動作動器施加軸向荷載

??試樣尺寸 38/50/70 和 100/150mm

??標(biāo)準(zhǔn)三軸室壓力2000kpa

??可選的三軸室壓力3000kpa


內(nèi)室

共振柱三軸室?guī)в幸粋€內(nèi)室,內(nèi)室用水或硅油包圍試樣,避免空氣(圍壓氣體)滲透橡膠膜。雙三軸室工作時,我們在內(nèi)室中加水到上帽位置,在水的頂 部注一層硅油。外部三軸室圍壓是空氣,內(nèi)室中的水是為了防止空氣擴(kuò)散穿過試樣橡皮膜,而硅油則為了防止空氣進(jìn)入水中。該內(nèi)室由特殊的透明有機(jī)玻璃制成,可以快速輕松安裝或拆卸。

共振柱試驗儀

試樣制備組件

對于每種試樣量,提供試樣制備套件,使用戶能夠為試驗準(zhǔn) 備試樣。 試樣制備套件包括:?分體成型機(jī),用于非粘性材料? ?O 型圈擔(dān)架? ??O 形圈數(shù)量? ?粘性材料的抽吸套筒裝置? ?pic 100 張濾紙? ??of 膜數(shù)

共振柱試驗儀

自動壓力控制系統(tǒng) (APC)

全自動計算機(jī)控制的微處理器閉環(huán)控制的空氣壓力作動器,具有非常小的一個輸出壓力端口,三個單獨的輸出壓力端口,用于產(chǎn) 生三軸室壓力,反壓,各向異性氣動作動器或空氣壓力(非飽和 試驗)。

輸出壓力:2000 kPa

分辨率:0.1 kPa

壓力出口:1、2 或 3 出口

通過 PC 以及設(shè)備上集成的控制觸摸屏直接進(jìn)行控制,通過集成的西門子控制器進(jìn)行全自動壓力調(diào)節(jié)

共振柱試驗儀

標(biāo)定組件

為執(zhí)行校準(zhǔn),須具有三個鋁制校準(zhǔn)棒,其機(jī)械性能已知,直徑為20,33和50mm。確定激振系統(tǒng) Jo 和 JL 的慣性極矩,在校準(zhǔn)棒上執(zhí)行了共振試驗(校準(zhǔn)棒位于標(biāo)本位置)。

共振柱試驗儀

三軸室外壁升降裝置

通過一套機(jī)械裝置,用戶可以輕松地升降三軸室外壁以及連接好的線纜等,無需使用任何起重機(jī)來拆裝三軸室。

共振柱試驗儀

自動體變測量裝置

高精度自動電子體積變化測量裝置,帶控制面板,壓力1700kPa,體變100ml,分辨率 0.001/100ml,線性度<0.1%

?通過轉(zhuǎn)換閥組可以為測量管、外管、壓力管路、注水和排水

?溢流保護(hù)

?1.7MPa的氣壓或水壓

?帶連接接頭、測量管和高精度傳感器

?可替換的 10、50 或 150cm3 測量管(標(biāo)準(zhǔn)100cm3)

共振柱試驗儀

數(shù)據(jù)采集和激振控制器

數(shù)據(jù)采集單元和功率放大器集成在一個控制箱中,采集不同的測量值,例如力、位移、壓力、頻率、溫度等。其他類似信 號的傳感器也可以輕松地連接到該控制器。具有高精度扭轉(zhuǎn)激振系統(tǒng)的功率放大器,以高達(dá) 3000 Hz 的頻率激振帶圍壓條件下的實心或空心圓柱土壤試樣的頂部。

共振柱試驗儀

主要特點

??多達(dá)16個單端模擬輸入,測量加速度傳感器(2個傳感器)、力(2個傳感器)、非接觸式位移傳感器、電流和電壓等

??2個高速1.25MS/s模擬輸出,±10 伏范圍、16 位分辨率,可準(zhǔn)確激發(fā)振動器

??多達(dá)24個數(shù)字量輸入或輸出,用于控制閥門和其他重要部件

??16位實時數(shù)據(jù)采集分辨率,不會丟包

??通過USB與電腦連接,簡單易用

??大功率放大器,可以驅(qū)動不同的激振器和線圈系統(tǒng)

??靜音操作,提供無噪音的試驗環(huán)境

??內(nèi)部或外部觸發(fā)都可行

??2個電荷放大器,增益為1~100 mV,可放大力和加速度傳感器的信號

??大電流輸出,可準(zhǔn)確激勵振動器

??兩個用于過流和過熱保護(hù)的電路

??削波檢測算法,信號失真實時警告反饋

??低功率損耗、低發(fā)熱,效率高達(dá) 92%

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

??ASTM D4015-2000

特點優(yōu)勢

??各向同性試驗條件

??可使用氣動作動器進(jìn)行各向異性試驗,從試樣頂部施加荷載,并測量垂直變形

??一端自由或兩端自由 一端自由:底部完全固定,頂部完全自由振動 兩端自由:底部和頂部完全自由振動

??38mm 至 100mm 的空心或?qū)嵭脑嚇?/p>

??可定制試樣尺寸,例如試樣直徑 150mm、高度 300mm

??可調(diào)節(jié)的加載機(jī)構(gòu),用于沉降量可達(dá) 20mm 的軟土(試樣變形大)

??特殊設(shè)計的透明雙壁三軸室,壓力高達(dá)1000 kPa(氣壓三軸室壓力)

??可將三軸室壓力升級到 3 Mpa

??內(nèi)室注硅油或水,加強(qiáng)橡皮膜密封,避免空氣穿過橡皮膜滲透進(jìn)入試樣

??不需要示波器或函數(shù)發(fā)生器之類的任何額外電子設(shè)備

??功率放大器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

??軟件模塊,該軟件可執(zhí)行的試驗:扭轉(zhuǎn)共振、撓曲共振、法向共振(可選)


亮點

??可調(diào)節(jié)的加載機(jī)構(gòu),用于沉降量可達(dá) 20mm 的軟土 (試樣變形大)

??重量輕的加載系統(tǒng),包括高達(dá) 3000Hz 的微型作動器

??安裝在頂板和底板上的非接觸式位移傳感器直接監(jiān)控扭轉(zhuǎn)運動

??三個不同直徑的校準(zhǔn)棒20mm,33mm和50mm

??具有控制功能的高質(zhì)量函數(shù)發(fā)生器

??頻率和波形

技術(shù)參數(shù)
項目參數(shù)指標(biāo)
試樣直徑38 / 70 / 100 和 150mm
圍壓1000 kPa / 2000 kPa / 3000 kPa (可定制更高壓力)
扭剪頻率可達(dá) 3000Hz
控制孔隙水壓力1000 kPa (可定制更高壓力)
試驗類型各向同性、各向異性
扭矩可達(dá) 1.26 Nm ( 可升級到 2.5 Nm)
應(yīng)變小至10-5
應(yīng)變可達(dá)1%


軟件

設(shè)備具有專用的基于 Windows 的高質(zhì)量軟件,該軟件可控制所有參數(shù),并且用戶友好。該軟件能夠測量剪切應(yīng)變、剛度和阻尼比。

此外,該軟件還包括濾波器設(shè)置,通過使用適當(dāng)?shù)臑V波器,可以在低幅度的試驗過程中輕松消除信號中的噪聲。提供簡單而準(zhǔn)確的方式來獲得所有試驗結(jié)果,從而簡化了設(shè)備的使用難度。該軟件通過從低到高頻率掃描來施加輸入振動,從加速度傳感器和非接觸式位移傳感器(如果有硬件)測量施加的振動和試樣的響應(yīng)。然后軟件會自動構(gòu)建連續(xù)響應(yīng)曲線。

共振柱儀

該軟件能夠測量,控制或計算以下參數(shù)

??共振頻率(Hz):i)手動、ii)自動

??剪切剛度(取決于應(yīng)變),G

??楊氏模量(E)(需額外訂購硬件)

??密度(ρ)

??三種方法獲得阻尼比(D): 1. 使用帶寬法(半功率法) 2. 使用自由振動衰減法 3. 使用李薩如圖(能量法)

??泊松比(u)(需額外訂購硬件)

??使用兩種方法獲得諧振頻率: 1. 幅頻曲線 2. 信號之間的相位差

??校準(zhǔn)實例

??FFT 控制測量信號

??FFT 快速傅立葉變換,確定信號頻率


輸入界面 INPUT PAGE

信號濾波:該軟件采用了適當(dāng)?shù)男盘栠^濾功能,以消除噪聲和采用不 同方法進(jìn)行過采樣的方法,有以下方法: 低通 、高通 、 帶通 、 帶阻

試樣參數(shù):在該部分中,輸入試樣質(zhì)量的大小

數(shù)據(jù)模擬輸入:可定義四個加速度傳感器和力傳感器、三個非接觸傳感器,以測量試樣的垂直變形和扭轉(zhuǎn)應(yīng)變。以及設(shè)置自試驗的邊界條件(一端自由或兩端自由)。

共振柱儀

剪切應(yīng)變:方法 1:根據(jù)加速度計記錄的信號計算剪切應(yīng)變 (共振柱中的通用方法) 方法 2:根據(jù)非接觸式傳感器記錄的變形計算剪切應(yīng)變

剪切剛度(取決于應(yīng)變)G:剪切剛度使用帶寬方法計算的,盡管在軟件中使用力和加速度計信號記錄的數(shù)據(jù)生成的滯回圈也可以估算剪切剛度

請注意:需要另外配置合適的空壓機(jī)

阻尼比 D:可以使用三種替代方法來測量阻尼比,這也是該軟件獨特性: 使用帶寬法(半功率法)、使用李薩如圖 (能量法)、采用自由振動衰減法

這些方法在軟件的不同頁面中顯示和計算,記錄并保存數(shù)據(jù)以供進(jìn)一步計算。

共振柱儀

方法 1 和 2 的示例:帶寬法(半功率法);李薩如圖法(能量法)


方法3: 自由振動,監(jiān)測如下信號

?關(guān)于時間的監(jiān)視信號(時間相關(guān))?監(jiān)測自由振動衰減期間的周期峰值 ?監(jiān)視來自加速度計的信號與來自力傳感器的信號(李薩如曲線)

共振柱儀

升級選項

??自動體積壓力控制器 (VPC):自動體積壓力控制器是一種無波動注射器式泵,可高精度地產(chǎn)生和調(diào)節(jié)壓力,并在不同范圍內(nèi)準(zhǔn)確地提供流量控制,以適應(yīng)不同的應(yīng)用場合,如圍壓、反壓或非飽和土試驗的空氣壓力。擁有不同控制模式,可提供恒定壓力、斜坡壓力以及恒定體變流量等。它采用緊湊型節(jié)省空間的設(shè)計,用于壁掛式或桌面使用。

共振柱試驗儀

??無氣水生產(chǎn)系統(tǒng):這臺設(shè)計緊湊的裝置可制作氣體含量非常低的無氣水,從而進(jìn)行各種試驗,不同型號容量從20升到60升不等。

共振柱試驗儀

??溫控系統(tǒng):針對不同尺寸的三軸室、不同的溫度范圍、專門設(shè)計制造, 一般在 -25℃至 + 80℃各種溫度范圍??筛鶕?jù)用戶要求定制其他溫度范圍。 溫控系統(tǒng)也可以通過電腦控制,可以執(zhí)行任何種類的溫度試驗程序。

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