Эллис - лабораторное оборудование, весы, пресс испытательный, испытание бетонов  
 
 
 
 
лабораторное оборудование весовое оборудование сервис и поддержка о нас контакты
 

Главная страница / Лабораторное оборудование / Системы для испытания механики грунтов

Трехосные испытания/Пьезоэлектрические датчики

 

Пьезоэлектрические датчики

 

Применение

Пьезоэлектрические преобразователи позволяют измерять максимальный модуль сдвига (Gmax) образца грунта и,

исходя из его значения, оценивать жесткость грунта.

Значение Gmax обычно связывается с уровнями деформации сдвига около 0,001%, и оно является ключевым параметром для динамического анализа малых деформаций, например для предсказания поведения грунтов или

взаимодействия сооружений с грунтом в результате землетрясений, взрывов или вибраций от работающих механизмов или движения транспорта.

 

Общее описание

Пьезокерамические преобразователи представляют собой электромеханические датчики, способные преобразовывать механическую энергию (движение) в электрическую или обратно. Отдельный

пьезоэлектрический преобразователь состоит из двух тонких пьезокерамических пластин, которые жестко связаны с проводящими покрытиями между ними и на внешних сторонах.

Поляризация керамического материала каждой пластины и электрических контактов такова, что, когда к преобразователю прикладывается возбуждающее напряжение, одна пластина удлиняется, а другая

укорачивается. Конечным результатом является изгибное смещение, которое больше по величине, чем изменение длины в любом из двух слоев. С другой стороны, если принудительно изогнуть пьезоэлектрический преобразователь, один слой растянется, а другой сожмется, то в результате образуется электрический сигнал, который можно измерить. При испытаниях грунтов пьезоэлектрические преобразователи заключаются в оболочки и монтируются во вставках, которые закрепляются на основании и верхней крышке трехосной ячейки. Они погружаются одним концом в образец грунта как свободно висящие. При возбуждении пьезоэлектрические преобразователи изгибаются из стороны в сторону, сдвигая грунт в направлении, перпендикулярном длинной стороне датчиков, и, таким образом, имеют большой коэффициент связи с грунтом. В результате образуется волна сдвига, которая распространяется параллельно длинной стороне датчика в образце грунта.

На другом конце образца грунта еще один пьезоэлектрический преобразователь испытывает принудительные колебания и создает электрический сигнал, который можно измерить.

Теория распространения волн сдвига в упругом теле утверждает, что значение модуля сдвига Gmax грунта связано с измеренной скоростью волны сдвига Vs следующим выражением:

G max = ñ ρ (Vs)2

где ρ– массовая плотность образца грунта.

Система состоит из передатчика, который возбуждается для образования волн сдвига через образец грунта, и приемника, который генерирует электрический сигнал. Время прохождения волны сдвига

от передатчика к приемнику определяется с помощью специального программного обеспечения, которое позволяет пользователю быстро и просто рассчитать скорость волны сдвига.

 

В состав питающей и измерительной системы 28-WF4190 входят:

·         генератор колебаний;

·         интерфейс преобразования аналоговых сигналов для ПК;

·         программное обеспечение виртуального осциллографа;

·         соединительные кабеля.

 

Результаты испытаний пьезоэлектрических преобразователей для глины:

 

 

Установленная частота – 1 кГц

 

 

 

 

 

 

 

Установленная частота – 3 кГц

 

 

 

 
   
 
  © ООО "Эллис"