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目前,混凝土振动台没有国家检定规程或者校准规范,为了规范混凝土振动台的量值溯源方法,保证其量值准确可靠,开展混凝土振动台校准方法的研究具有重要意义。基于JG/T 245-2009 《混凝土试验用振动台》等有关规程和标准的术语以及相关的技术要求、技术指标和检验方法,结合混凝土振动台校准实践经验,本文开展混凝土振动台校准方法的研究,为规范混凝土振动台的校准工作提供参考。
一、校准项目和计量特性
混凝土振动台的校准项目主要有:启动时间和余振时间、振幅、振动频率、电磁铁吸力和噪声。其中,振幅校准项目包括:台面中心垂直振幅、台面振幅不均匀度、满载与空载时台面中心垂直振幅比和侧向水平振幅。混凝土振动台的计量特性如表1所示,需要特别指出的是,表1中的各项计量特性指标不适用于合格性判定,仅供参考。
表1 计量特性
二、校准用标准器的选择
校准所用标准器应经过计量技术机构检定或者校准,且在有效期内。校准用标准器如表2所示,允许使用相同或者更优计量性能的标准器替代。
表2 校准用标准器
三、校准方法
1.启动时间和余振时间的校准
在空载条件下,启动振动台,用秒表分别测量启动时间和停机后的余振时间, 重复测量 3 次,取3次测量的启动时间最大值和余振时间最大值分别作为启动时间和余振时间的校准结果。
2.振幅的校准
(1)台面中心垂直振幅
在空载条件下,先将测振仪调整到工作状态,把测振仪的1个振动传感器固定安装在振动台台面中心处,然后启动振动台,待振动台运转平稳后,读取测振仪的振幅示值。重复测量3次,取3次测量结果的平均值作为空载条件下的台面中心垂直振幅的校准结果。
(2)台面振幅的不均匀度
在振动台台面4个角位置各选1个点,台面中心位置选1个点,共取5个校准点。在空载条件下,将测振仪调整到工作状态,把5个振动传感器固定安装在上述5个校准点的位置,启动振动台,待振动台运转平稳后,在同次测量中,用测振仪测量上述5个校准点位置的振幅值。振动台台面振幅的不均匀度按照式(1)计算:
式中:N——台面振幅的不均匀度;|ΔAmax|——在同次测量中,台面4个角位置校准点的振幅与台面中心点振幅的最大偏差的绝对值,mm;A——在同次测量中,台面中心点位置的振幅,mm。
(3)台面中心垂直振幅比
将额定组数的装满混凝土拌合物的试模放置在振动台上,即在满载条件下,将测振仪调整到工作状态,把测振仪的1个振动传感器固定安装在振动台台面中心处,启动振动台,待振动台运转平稳后,读取测振仪的振幅示值。重复测量3次,取3次测量结果的平均值作为满载条件下的台面中心点垂直振幅的校准结果。振动台在满载条件下的台面中心垂直振幅与在空载条件下的台面中心垂直振幅之比,即为台面中心点的垂直振幅比。
(4)侧向水平振幅
在振动台4条侧边中间位置各选1个点,共4个校准点。在空载条件下,将测振仪调整到工作状态,把4个振动传感器固定安装在上述4个校准点的位置,启动振动台,待振动台运转平稳后,用测振仪测量上述4个校准点位置的侧向水平振幅值,取4个振幅值中的最大值作为侧向水平振幅的校准结果。
3.振动频率的校准
在空载条件下,将频率测量仪的测量传感器安装固定在振动台台面的中心点位置,启动振动台,待振动台运转平稳后,读取频率测量仪的频率示值,重复测量3次,取3次测量结果的平均值作为振动频率的校准结果。
4.电磁铁吸力的校准
将一个空试模放置于振动台工作台面,在试模与起吊架之间用测力仪连接,给电磁铁通电使其处于工作状态,慢慢向上吊起试模,记录测力仪的最大读数,测力仪的最大读数减去试模重力,即为电磁铁吸力。
5.噪声的校准
振动台处于空载状态,在空旷条件下(距四周环境反射面至少7 m),相距振动台边缘 1m,离地面高 1. 2m 处,用声级计(A 计权)分别测量环境背景噪声和振动台正常运转时的噪声。在台面四周各测一次,先测环境背景噪声,后测振动台正常运转时的噪声,若测量结果两者相差小于6 dB(A)时,应另选环境测量;当两者之差大于等于6 dB(A)时,测量结果按表 2 进行修正。振动台 A 计权平均声压级按式(2)计算:
式中:LP——A计权平均声压级,dB(A);LPi——第i点A计数声压级,dB(A);Kli——第i点的背景噪声修正值(见表3);N——测量点数。
表3 背景噪音修正表
四、结束语
混凝土振动台的主要校准项目有启动时间和余振时间、振幅、振动频率、电磁铁吸力和噪声。本文详细介绍了上述校准项目的计量特性、校准用标准器的选择和具体的校准方法,为广大计量同行在混凝土振动台的实际校准工作中提供思路和可行性方法。