Celle di pressione totale Stress cells
Contents
1. i PEL ET ET ETE ETT EP EEE ET ET ET EY A SEZIONE A A SECTION A A Terreno Terreno compattato Random backfill Tr Compacted backfilling Sabbia compattata Sand filling a x x MMM MM KM KM OK x MMM KM KM KK xx x MMM MK OK OK Chi EE ORE OM OE MM KM MM KM MM KH KH OMM ROM KM MM KM KM KM KK lt j did 4 4 vg s lt 3 a as Terreno lt Random 2 A I EA 7 backfill Strato di sabbia compattata ws Sand bed Fig 3 3 Installazione delle celle di pressione in trincea lungo i 3 piani principali Fig 3 3 Three cell arrays in trenches Celle di pressione totale Stress cells SISGEO s r l 3 4 3 MODALIT D INSTALLAZIONE 3 INSTALLATION PROCEDURE OA Raccomandazioni particolari per la stesura dei cavi Sia in installazioni verticali che orizzontali bisogna tener conto della possibilit di avere grandi deformazioni che potrebbero produrre eccessivi allungamenti e conseguenti rotture dei cavi elettrici di collegamento Per questo motivo si raccomanda di disporre i cavi elettrici con un andamento tale da consentirgli un ampio margine di movimento sia in fase di compattazione del rilevato che durante gli eventuali cedimenti Nel caso di installazione degli strumenti su gabbie e armature posizionare il cavo elettrico lungo i ferri dell armatura legandolo ad essi con fascette di plastica INSTALLAZIONE IN ROCCIA E AL CONTATTO ROCCIA RIVESTIMENTO IN GALLERIA O M2. Celle di pressione totale Stress cells Manuale d uso Instruction manual 03 03 Rev 1 L141D S L143LD S L111 L112 Le informazioni contenute di seguito sono di propriet di SISGEO S r l Questo documento soggetto a cambiamenti senza necessit di notifica ed soggetto a restituzione su richiesta Nessuna parte di questo manuale di istruzione pu essere riprodotto in nessuna forma senza il permesso scritto di SISGEO S r l Redatto da Written by The information contained herein is proprietary to SISGEO S r l This document is subject to change without notification and is subject to return upon request No part of this instruction manual may be reproduced in any form without written permission of SISGEO S r l Approvato DTE Revised by INDICE CONTENTS 1 INTRODUZIONE 2 DESCRIZIONE DEGLI STRUMENTI CELLE DI PRESSIONE TOTALE 2 1 SISTEMA DI MISURA Trasduttore di pressione elettrico per misure remote iii 2 2 Trasduttore in corrente 4 20mA 2 3 Trasduttore a corda vibrante Sensore di pressione elettrico per misure locali Ra aa 2 4 VALVOLA DI RIPRESSURIZZAZIONE 2 4 3 MODALITA D INSTALLAZIONE INSTALLAZIONE IN TERRENI SCIOLTI RILEVATI DIGA E SOTTOFONDAZIONI 3 1 Modalit d installazione 3 1 Terreno non uniforme installazione prizzontale canali 3 1 Terreno uniforme installazio
3. ES 0 22132 Fattori di sensibilit polinomiale A B Cc errmax kPa A digit B digit C kPadigit kPaddigit kPa FS 4 924E 07 2 134E 01 2 086E 03 0 03880 NOTE Le costanti di regressione sono state ottenute mediante il metodo dei minimi quadrati L errore riportato tiene conto degli effetti di linearit isteresi e ripetibilita digit Hz x10 coefficiente di temperatura K 0 5100 KPaPC Colleg rosso bobina nero bobina bianco termistore verde termistore Operztore Responsabile Fig 5 2 Certificato di calibrazione trasduttore a corda vibrante Celle di pressione totale Stress cells SISGEO s r l 5 7 5 ELABORAZIONE ED 5 DATA PROCESSING AND INTERPRETAZIONE DELLE MISURE INTERPRETATION Model Pressure cell L143D350 Serial Number L99001 Sensor Vibrating wire Serial Number B 10 8 27 Customer Job number 980193 Cable Length 100 m Date 30 06 99 TEST CONDITIONS Power supply Vdc n a Temperature C 21 Humidity 60 Atmospheric pressure mbar 995 Calibration has been made according with Quality Assurance System ISO UNI EN 9001 pressure readings digit statistics Tup 1 down 2 up 2 down avg digit lin kPa polyn kPa 0 629 136 243 273 683 411 621 549 946 687 934 688 548 kPa 100 000 0 000 100 000 200 000 300 000 400 000 500 000 600 000 700 000 8
4. To have contact between the pad and the surrounding material the pad had to be pressurized with deaired oil and the special pump fig 3 5 This operation has to be done some days after the instrument installation after the concrete set when the temperature in concrete is stable At this point it is possible to repressurize the pad e put the pump in vertical with the tube upwards Stress cells SISGEO s r l 3 8 3 MODALIT D INSTALLAZIONE 3 INSTALLATION PROCEDURE l apposita pompa fig 3 5 Questa operazione va eseguita qualche giorno dopo l avvenuta installazione dello strumento dopo essersi assicurati che il calcestruzzo abbia fatto presa e la temperatura abbia raggiunto un valore pressoch costante A questo punto si potr precaricare la cella e mettere la pompa in verticale con il tubo verso l alto e ruotare in senso orario la vite di spinta finch dal tubetto esca dell olio senza pi bolle d aria e connettere il trasduttore alla centralina per misurare la pressione dell olio nella cella e collegare la pompa alla valvola di pretensionamento posta a fianco del terminale di misura iniettare olio fino a che il valore di pressione letto sul display non raggiunga il 15 20 del fondo scala dello strumento e attendere che il sistema si stabilizzi e quindi disconnettere la pompa Al termine dell operazione verr eseguita un ulteriore misura di controllo il cui valore va r
5. Stress cells SISGEO s r l 2 DESCRIZIONE DEGLI STRUMENTI 2 INSTRUMENTS DESCRIPTION CELLE DI PRESSIONE TOTALE La cella di pressione totale composta dai seguenti elementi piatto sensore tubo idraulico di collegamento trasduttore di pressione Per ottenere validi risultati la soluzione migliore sarebbe quella di progettare ogni volta il piatto sensore in funzione della specifica installazione Tuttavia nella pratica sono state definite alcune forme standard In accordo con NATM New Austrian Tunnelling Method per misure in calcestruzzo vengono prodotti due tipi di piatti in acciaio zincato rettangolare 100 x 200 mm fig 2 1 quadrato 150 x 150 mm Per applicazioni in terreni vengono prodotti tre tipi di piatti in acciaio inox rotondo 230 mm rotondo 500 mm fig 2 2 rettangolare 100 x 200 mm A richiesta possibile costruire piatti sensore in qualsiasi dimensione e forma Il piatto sensore viene collegato al trasduttore di pressione mediante un tubo in acciaio della lunghezza di alcuni decimetri nel caso di applicazioni con misura remota mentre per le gallerie il trasduttore generalmente posto all interno della galleria stessa collegato al piatto sensore mediante un tubetto in nylon della lunghezza necessaria per consentire la misura locale con centralina portatile SISTEMA DI MISURA Sono disponibili i trasduttori di misura seguenti tipi di e trasduttor
6. 13A3001 B3 Equazione di trasformazione dalla resistenza del termistore alla temperatura 1 Thermistor type Alpha N 13A3001 B3 Resistance to temperature equation T A B LnR Dove T temperatura in C LnR Logaritmo naturale della resistenza del termistore 273 2 C LnR Where T temperature in C LnR natural Log of thermistor resistance A 1 4051x10 coefficients calculated A 1 4051x107 coefficiente calcolato da over the 50 to 150 C span 50 a 150 C B 2 369x10 4 B 2 369x10 C 1019x107 C 1 019x107 OHMS TEMP OHMS TEMP OHMS TEMP OHMS TEMP OHMS TEMP 201 1K 50 16 60K 10 2417 30 525 4 70 153 2 110 162 7K 14 12K 2130 115 4K 10 86K 1733 94 48K 239 9310 1535 68 30K 34 7252 1260 56 51K 231 6265 1123 34 73K 23 4297 17 832 2 29 13K 20 3784 20 746 3 21 89K 215 3000 25 624 7 138 52K 2633 562 8 33 474 7 73 141 1 113 38 402 2 78 123 2 118 41 364 9 81 113 8 121 46 311 3 86 99 9 126 49 283 5 89 92 5 129 57 222 6 97 137 60 203 8 100 70 4 140 65 176 4 105 62 5 145 162 0 108 58 3 148 55 6 150 Tabella di conversione da resistenza del termistore a temperatura Thermistor resistance Celle di pressione totale versus temperature table Stress cells SISGEO s r l 8 2 8 APPENDICE 3 MODULO RILEVAMENTO DATI CELLE DI PRESSIONE TOTALE 8 APPENDIX 3 STRESS CELLS READING
7. a subsequent layer of sand twice in thickness Hand compacting must produce even if difficult sand layer of the same density fig 3 1 Q Horizontal installation in uniform grain size soil When material is uniform pressure pad has to be placed on hand compacted area prepared with the same procedure previously presented using natural soil in order to minimize variation in density around the cell This procedure has to be followed even in case of clayey material O Vertical installation Vertical placement of earth stress cells requires usually purposely designed installation procedure For example in the case of monitoring of retaining wall the most important aspect is to install the stress cell into a recess having the same size of the pressure pad and place inside the pressure pad with its sensitive side perfectly planar to the wall surface This will prevent arching effect which can affect measurement Examples of vertical installation are shown in fig 3 3 plane Z Y plane Z X Stress cells SISGEO s r l 3 1 3 MODALIT D INSTALLAZIONE 3 INSTALLATION PROCEDURE installazione verticale piano Z Y piano Z X Strato di sabbia compattata Compacted sand filling d lt 4 5 eg 4 ad A 4 F a 4 lt lt a 4 A 4 lt v A d 4 Ga 4 49 4 IA 4 4 A 4 lt 2 lt 3 Ca A as a s lt Trasduttore elettrico Cavo elettrico Cella di pressione Electric transducer Signal cable
8. statistics kPa 1 down 2up 2down avg mA lin KPa polyn kPa kPa 0 00 100 00 200 00 300 00 400 00 500 00 600 00 25 000 20 000 ae vos 15 000 f dda 2 10 000 a 5 000 0 000 RESULTS Linear sensitivity factor S max err mA kPa YES 0 03199 0 13339 Polynomial sensitivity factors A B C max err kPa A mA B mA C kPamA _ kPa mA kPa YES 4 600E 03 3 137E 01 1 243E 02 0 09814 NOTES Regressions constants have been obtained through minimum squares method Resulting error depends on the effects of linearity hysteresis and repeatability Wiring red Loop black Loop Operator Production chief Table 5 1 4 20mA pressure transducer calibration sheet Celle di pressione totale Stress cells SISGEO s r l 5 4 5 ELABORAZIONE ED INTERPRETAZIONE DELLE MISURE 5 DATA PROCESSING AND INTERPRETATION Trasduttore a corda vibrante Sulla centralina C6004VW a seconda della posizione del selettore si leggera il periodo o la frequenza Per l elaborazione pi comodo usare la frequenza Se si usano centraline che misurano solo il periodo si ricorda che f 1 p da cui f x 10 1 p x 10 Dove f frequenza p periodo Analogamente ai trasduttori 4 20 mA avremo che P Les lo S Dove P pressione in Kpa lo let
9. 4 Pressure pad Este A 74 Strato di sabbia compattata Terreno Sand bad Random backfill Fig 3 1 Installazione orizzontale in terreni e rilevati Fig 3 1 Horizontal installation in soils and embankment Celle di pressione totale Stress cells SISGEO s r l 3 2 3 MODALIT D INSTALLAZIONE 3 INSTALLATION PROCEDURE ER MME LEO OLE ee DI SI Gi i Z Connettore per misure DI si Read out connector Pozzetto ee i Well Cavo segnale elettrico protetto con guaina flessibile 40mm da fissare ai ferri d armatura Electric cable protected by a flexibile conduit O D 40 to be fixed to the reinforcement gage 6 dem Sem 5 Magrone Magrone Poor mortar Trasduttore di pressione Sabbia Sand Fogli di cellophane pesante Plastic sheat Pressure transducer Cella di pressione Pressure cell i 080cm Trasduttore di pressione Pressure transducer 8Icm Fig 3 2 Schema di installazione orizzontale cella di pressione 50cm Fig 3 2 O D 50cm stress cell horizontal installation scheme Celle di pressione totale Stress cells SISGEO s r l 3 3 3 MODALIT D INSTALLAZIONE 3 INSTALLATION PROCEDURE 40 Cavo elettrico Electric cable 150 Cella di pressione Trasduttore Pressure cell elettrico Electric transducer 2 X
10. FORM Cella di pressione totale Ceramico Ceramic Ly Stress cell Corda vibrante Vibrating wire I Sigla di identificazione Identification code Cantiere Ubicazione Site Location Quota installazione sul m Data installazione Instrument installation level on s l Installation date DATI STRUMENTO INSTRUMENT FEATURES Type Range Electric measuring unit Lettura prima dell installazione Lettura iniziale Lo Reading before installation Zero reading Lo Pressione lo Pressure Io Temperatura Temperature CENTRALINA DI LETTURA READOUT UNIT Modello Numero di matricola Type Serial number LETTURA DI TEMPERATURA PRESSIONE VARIAZIONE ESERCIZIO TEMPERATURE TOTALE DI PRESSIONE PERFORMANCE TOTAL PRESSURE PRESSURE VARIATION D te reg ea tal SISGEO Via F Serpero 4 F1 20060 Masate MI Tel 39 02 95764130 Fax 39 02 95762011 SCHEDA RILEVAMENTO DATI Rev n 1 Settembre 2001 Pagina n FIELD DATA SHEET September 2001 Celle di pressione totale Stress cells SISGEO s r l 8 3 8 APPENDICE 4 MODULO RILEVAMENTO DATI CELLE DI PRESSIONE PER MISURE LOCALI 8 APPENDIX 4 LOCAL MEASURING STRESS CELLS READING FORM Cella di pressione con sensore elettrico per misure locali Stress cell with electric sensor for local measuring Sigla di identificazione Identification code Cantiere Ubicazione Site Location Quota installazione sul m Data installazione Instrument i
11. PRESSURE CELL iinne 8 5 6 INSTALLATION SCHEME FOR TUNNEL PRESSURE CELL vessesscsssesssesssessssessesssesssesssese 8 6 Stress cells SISGEO s r l II CAPITOLO 1 INTRODUZIONE CHAPTER 1 INTRODUCTION Celle di pressione totale Stress cells SISGEO s r l 1 INTRODUZIONE 1 INTRODUCTION Le celle di pressione totale fig 1 1 sono generalmente usate per il controllo della pressione totale nel terreno nelle rocce nel calcestruzzo al contatto tra il terreno e la struttura interna di rilevati e dighe ed al di sotto od in prossimit di fondazioni fig 1 2 La cella di pressione totale consiste in un piatto generalmente di forma rettangolare o circolare riempito con olio disaerato e collegato ad un trasduttore di pressione elettrico o a corda vibrante mediante un tubo idraulico Le celle di pressione vengono installate all interno del terreno oppure fissate alla superficie di contatto tra terreno e struttura Un cavo elettrico collega il trasduttore di pressione all unit di lettura Stress cells fig 1 1 are generally used to monitor total pressure in soil rock concrete at the contact between soil and the structure within earth embankment dams and under foundations fig 1 2 The stress cell consist of a deaered oil filled pad connected to an electrical or vibrating wire pressure transducer by an hydraulic tube The shape of the cell can be very different squa
12. ed il trasduttore rimettere il tappo di protezione avvitandolo con delicatezza ma completamente per renderlo stagno La centralina C6002MV stata appositamente progettata per questo utilizzo Non ha nessuna regolazione ed azionata da una batteria alcalina a secco da 9 V che consente un autonomia di lavoro continuo di 10 ore Quando la batteria si sta scaricando sul display appare la scritta low batt La sostituzione avviene svitando le 4 viti del pannello frontale MISURE AUTOMATICHE Qualora gli strumenti vengano collegati ad un sistema di acquisizione dati il cablaggio dovr essere eseguito secondo lo schema di collegamento fornito con l acquisitore Si consiglia comunque di prevedere la possibilit di eseguire misure manuali di controllo installando durante la realizzazione dell impianto pannelli di misura e centralizzazione In considerazione della complessit del discorso si consiglia di contattare SISGEO per progettare il sistema pi idoneo Celle di pressione totale Q Electric pressure sensor for local measuring Unscrew the protective cap insert the connector of the transducer into the connector of C6002MV read out unit When the connector is inserted the read out unit switches on automatically and on the display will appear a numerical value that is the total pressure of the cell measured in MPa Wait for some seconds until the value is stable Report on the reading form appendice 3 the values
13. inconveniente si consiglia di non srotolare la matassa appoggiandola per terra ma di sorreggere la stessa come se fosse montata su di un rullo infilando le braccia all interno fig 3 7 In case instruments do not present label or in any other case when it is not reported the installation code it is necessary during the installation operation to mark the cable end in permanent way for example with an indelible marker to identify the instrument for reading or for wiring purpose Once the instrument has been installed it is necessary to lay down the electric cable in the proper way The operation is very important as the transducer installation because if abrasion or cutting of the sheat accour loss of insulation will produce unstable reading If the cable laying operations are not well done as result the cable will be twisted and tied up into knots Besides the loss of time it brings to the possibility of damages To avoid this it is advisable to unroll the cable keeping the arms in the center of the roll and turning it so that the cable come out straight fig 3 7 Fig 3 7 Modalit di svolgimento del cavo Fig 3 7 Cable unroll modality Celle di pressione totale Stress cells SISGEO s r l 3 11 3 MODALIT D INSTALLAZIONE 3 INSTALLATION PROCEDURE Evitare se possibile di lasciare tratti di cavo scoperto in modo da evitare danneggiamenti accidentali e prevenire eventuali atti
14. obtained and disconnect the read out put on again the cap screwing with care up to the end to ensure the perfect sealing The C6002MV read out has been designed for this purpose It has no regulation and is powered by a 9V alchaline battery that allows a working autonomy of 10 hours When the battery is low on the display appears low batt The substitution can be done removing the 4 screws of the frontal panel AUTOMATIC READING If the instruments are connected to a data acquisition system they have to be made according the wiring scheme supplied with the data acquisition It is anyway advisable to foresee the possibility of taking manual reading placing during the installation of the network some centralization and measuring boxes Taking into account the complexity of this type of system it is advisable to contact Sisgeo to design the proper system Stress cells SISGEO s r l 4 2 CAPITOLO 5 ELABORAZIONE ED INTERPRETAZIONE DELLE MISURE CHAPTER 5 DATA PROCESSING AND INTERPRETATION Celle di pressione totale Stress cells SISGEO s r l 5 ELABORAZIONE ED INTERPRETAZIONE DELLE MISURE 5 DATA PROCESSING AND INTERPRETATION O Sensore di pressione elettrico per misure locali La lettura gi in MPa e non necessita di elaborazioni O Trasduttore di pressione elettrico per misure remote L elaborazione dei dati comprende la conversione da grandezze elettriche ad unit inge
15. una sua versione del modulo Se la centralina usata dotata di memoria questo non pi necessario Qualora la misura sia anomala ripeterla alcune volte Trasduttore a corda vibrante Per i trasduttori a corda vibrante essendo in genere forniti senza connettore usare il cavo volante ed i relativi coccodrilli collegando i fili rosso e nero al rosso e nero del cavo volante per la misura del trasduttore di pressione e verde e bianco per la misura del termistore installato nel trasduttore appendice 1 Accendere la centralina ed attendere alcuni minuti per la stabilizzazione Per la centralina C6004VW ruotare il selettore sulla misura della frequenza e rilevare il valore Ruotare quindi il selettore sulla posizione temperatura e rilevare il valore Per maggiori informazioni e per l uso di centraline diverse consultare i relativi manuali Celle di pressione totale Measurement can be made with manual read out unit or automatically MANUAL READING Q Electric pressure transducer for remote reading Ceramic 4 20mA pressure transducer Ceramic transducer have a 4 20 mA output The two wires are black and red coloured If the cable has a connector put it directly in the mating connector on the read out If the connector has not been ordered use the clip alligator of the flying cable of the read out unit connecting according to the code appendix 1 Switch on the read out unit wait some time for warm up and take the rea
16. vandalici Nel caso in cui il percorso dei cavi previsto interrato opportuno predisporre una tubazione flessibile di diametro adeguato con pozzetti rompitratta ispezionabili posti almeno ogni 30 metri Se il cavo deve essere posizionato su parete preferibile proteggere lo stesso con una tubazione conduit preventivamente fissata alla parete tramite collarini in acciaio Anche in questo caso vanno previste delle scatole rompitratta almeno ogni 30 metri e comunque in corrispondenza di percorsi curvilinei con angoli prossimi a 90 gradi In caso di percorso aereo va teso un cavetto di acciaio questo dovr essere messo in tensione tramite tenditori posti sulle estremit Per fissare i cavi elettrici si possono utilizzare delle fascette in materiale plastico o altri opportuni sistemi CABLAGGIO CAVI Tagliare i cavi in modo che abbiano una lunghezza sufficiente a consentire un corretto posizionamento sia estetico che funzionale Prima di accorciare i cavi trascrivere il codice di progetto in una posizione che consenta di individuarli anche dopo la fase di cablaggio Infilare l estremit del cavo all interno del pressacavo e serrare Sguainare il cavo per una lunghezza opportuna tale lunghezza dipende dalle dimensioni della scatola di derivazione o pannello di misura utilizzato in modo che rimangano esposti i conduttori spellare la parte terminale dei conduttori per circa 10 mm eventualmente stagnare con saldato
17. 00 000 12000 10000 rn 8000 e 6000 aooo o oee poly regr 2000 0000 Linear sensitivity factor S max err KPa digit YES 0 22132 0 12367 Polynomial sensitivity factors A B C max err kPa A digit Bfdigig C KPa digit 7 kPa digit kPa ES 4 924E 07 2 134E 01 2 086 03 0 03880 Regressions constants have been obtained through minimum squares method Resulting erra depends on the effects of linearity hysteresis and repeatability digit Hz x10 Temperature coefficient K 0 5100 KPa C red col black coi white thermistor green thermistor Operator Production chief Fig 5 2 Vibrating wire transducer calibration sheet Celle di pressione totale Stress cells SISGEO s r l 5 8 5 ELABORAZIONE ED INTERPRETAZIONE DELLE MISURE 5 DATA PROCESSING AND INTERPRETATION CORREZIONI BAROMETRICHE Il trasduttore di pressione del tipo assoluto sensibile alle variazioni di pressione Questa come gi detto una delle ragioni per rilevare in cantiere il valore di zero In ogni caso specialmente per bassi valori di fondo scala opportuno tenere in considerazione il valore di pressione barometrica Infatti su un trasduttore da 0 2 MPa una variazione di pressione barometrica di 50 mbar 0 005 MPa pari al 2 5 del fondo scala La pressione barometrica come no
18. 9 19 963 19 959 19 956 19 959 kPa 0 00 100 00 200 00 300 00 400 00 500 00 600 00 25 000 oe 20 000 dati regrlin 10 000 9 ee ey i se regr polin 5 000 15 000 0 000 Fattore di sensibilit lineare S em max mA kPa YES 0 0319 0 13339 Fattori di sensibilit polinomiale A B Pa A mA B mA C kPa mA kPa mA kPa 4 600E 8 3 137E 01 1 243E402 NOTE Le costanti di regressione sono state ottenute mediante il metodo dei minimi quadrati L errore riportato tiene conto degli effetti di linearit isteresi e ripetibilit Colleg rosso _oop nero Loop Operatore Responsabile Fig 5 1 Certificato di taratura trasduttore di pressione ceramico 4 20 mA Celle di pressione totale Stress cells SISGEO s r l 5 3 5 ELABORAZIONE ED 5 DATA PROCESSING AND INTERPRETAZIONE DELLE MISURE INTERPRETATION Model Pressure cell L141S005 SerialNumber L99239 Sensor strain gauge Serial Number Customer Job number 990200 Cable Length 8m Date 30 06 99 TEST CONDITIONS Power supply Vdc 24 Temperature C 20 Humidity 60 Atmospheric pressure mbar 1000 Calibration has been made according with Quality Assurance System ISO UNI EN 9001 IST 10 0101 IST 10 01 02 Pressure indicator DRUCK n 038 039 pressure readings mA
19. CAMBI Sit OL ATA Ano i MILL LUI LAI 6 1 7 MANUTENZIONE SERVIZIO E RIPARAZIONE Spedizione 8 APPENDICI 1 CONVENZIONE CABLAGGIO CAVI ELETTRICI asia 8 1 2 CONVERSIONE RESISTENZA TEMPERATURA 3 MODULO RILEVAMENTO DATI CELLE DI PRESSIONE TOTALE 8 3 4 MODULO RILEVAMENTO DATI CELLE DI PRESSIONE PER MISURE LOCALI 8 4 5 SCHEMA DI INSTALLAZIONE DELLA CELLA DI PRESSIONE IN TERRENO 8 5 6 SCHEMA DI INSTALLAZIONE DELLA CELLA DI PRESSIONE IN GALLERIA 8 6 Celle di pressione totale Electric pressure sensor for local ETTA a ai 4 2 AUTOMATIC READING 4 2 5 DATA PROCESSING AND INTERPRETATION Electric pressure sensor for local Reding elle 5 1 Electric pressure transducer for remote TOBIN N RORPRERE RA OPE riai 5 1 4 20 mA ceramic pressure trahsducer sirnizina iaia 5 2 Vibrating wire pressure transducer 5 5 IN PLACE CALIBRATION 5 6 BAROMETRIC CORRECTION Bi DATA INTERPRETATION 5 9 6 ACCESSORIES AND SPARES EAEEREN 6 1 7 MAINTENANCE SERVICE AND REPAIR Shipment 8 APPENDIXES 1 WIRING CODE iecesscesscsssessessesssesseesssesseeees 8 1 2 THERMISTOR TEMPERATURE CONVERSION vos ecssessscsssesssesssesssesssessessessseeese 8 2 3 STRESS CELLS READING FORM 8 3 4 LOCAL MEASURING STRESS CELLS READING FORM cccscescsscesssecseesseesseessesssesssees 8 4 5 INSTALLATION SCHEME FOR EARTH
20. al number Lunghezza cavo Eventuale codice Cable length di progetto Possible project code Fig 3 6 Esempio di targhetta di identificazione del trasduttore Fig 3 6 Example of transducer identification plate Celle di pressione totale Stress cells SISGEO s r l 3 10 3 MODALIT D INSTALLAZIONE 3 INSTALLATION PROCEDURE Nel caso di celle non provviste di targhetta di identificazione o comunque quando su quest ultima non riportato il codice di progetto necessario in fase di posa in opera segnare in modo permanente ad esempio con un pennarello indelebile sull estremita del cavo un codice che permetta di identificarli in fase di lettura ed eventualmente se prevista in fase di centralizzazione Una volta che la cella stata posta in opera bisogna provvedere alla stesura del relativo cavo elettrico Questa fase riveste un importanza pari a quella della posa in opera del trasduttore infatti l eventuale determinazione di abrasioni o tagli sulla guaina di rivestimento possono nel tempo far insorgere perdite di isolamento con conseguente instabilit delle misure Se la stesura non viene eseguita correttamente gi dopo qualche metro iniziano a formarsi delle asole e con il proseguo delle operazioni il cavo incomincia ad aggrovigliarsi Ci oltre a determinare inevitabili perdite di tempo pu provocare il danneggiamento del cavo stesso con le conseguenze descritte sopra Per evitare l
21. arks for cables installation The electric cables are provided with measuring terminal connector to be connected directly to the read out unit or with centralized measuring panels In any case it is advisable to place the cable in a sheltered position close to the lining or reinforcement bars tightening them with plastic belts or eventually installing them inside conduit INSTALLATION IN CONCRETE The installation procedure is according to the following main points pressure pad installation hydraulic line and measuring point installation repressurization of the pressure pad O Pressure pad installation The installation should be made to guarantie a perfect coupling between the pad and the material In tunnel monitoring the stress cells can be used both for radial and tangential stress measurement For radial stress measurement proceed as described formerly for rock lining interface Stress cells SISGEO s r l 3 7 3 MODALIT D INSTALLAZIONE 3 INSTALLATION PROCEDURE Per la misura di tensioni radiali procedere al montaggio come gi descritto per le installazioni in roccia al contatto roccia rivestimento Per la misura delle tensioni tangenziali la cella deve essere posizionata inglobandola nel calcestruzzo utilizzando il telaio metallico saldato al contorno fissata all armatura o ai rinforzi metallici del calcestruzzo o agli anelli di rinforzo della struttura oppure mediante zepp
22. cessario per sistemi di monitoraggio di una certa complessit pu fornire il pacchetto software Indaco che in grado di organizzare i dati in una banca ed effettuare una serie di elaborazioni ed interpretazioni secondo le esigenze del cliente Celle di pressione totale If data acquisition system is available all this can be done authomatically Sisgeo can supply the hardware and for sytem of a certain importance also the software Indaco to organize the measurements into a data base and to make computation and interpretation according to the client requirements Stress cells SISGEO s r l 5 11 CAPITOLO 6 ACCESSORI E RICAMBI CHAPTER 6 ACCESSORIES AND SPARES Celle di pressione Pressure cells SISGEO s r l 6 ACCESSORI E RICAMBI 6 ACCESSORIES AND SPARES Sono disponibili i seguenti accessori e parti di ricambio tubo idraulico per alte pressioni sistema di ripressurizzazione del circuito idraulico delle celle comprendente pompa a mano con connessioni olio idraulico disaerato in contenitori da 1 litro cavo elettrico a sei conduttori per segnali in tensione e a due conduttori per segnali in corrente centralina di misura C6002 per i trasduttori di pressione elettrici per misure locali connettore impermeabile da preassemblare in fabbrica per la connessione diretta all unit di lettura portatile scatole di giunzione o pannelli di misura per colle
23. ck set cement to fix the cell Celle di pressione totale Stress cells SISGEO s r l 3 6 3 MODALIT D INSTALLAZIONE 3 INSTALLATION PROCEDURE Completamento dell installazione Sistemazione finale dei cavi elettrici Completing installation Final installation of electric cables Fig 3 4 Esempio di installazione cella di pressione Fig 3 4 Example of stress cell installation O Raccomandazioni particolari per la stesura dei cavi I cavi elettrici possono essere provvisti di terminale di misura al quale connettersi direttamente tramite un unit di lettura manuale oppure possono venire centralizzati in appositi pannelli di misura In ogni caso si consiglia di fissare gli stessi in una posizione riparata dietro le centine o ai ferri dell armatura legandoli con fascette di plastica ed eventualmente proteggendoli con una tubazione INSTALLAZIONE ENTRO IL CALCESTRUZZO La procedura di installazione si suddivide nelle seguenti fasi principali installazione cella installazione dei tubi idraulici e dei punti di misura e ripressurizzazione della cella Installazione cella L installazione deve essere eseguita in modo che l accoppiamento tra cella e materiale che la ingloba sia garantito perfettamente Per installazioni in paramenti di gallerie le celle possono essere utilizzate sia per la misura di tensioni radiali che tangenziali Celle di pressione totale O Specific rem
24. ding according to the instruction manual of the read out unit The readings are recorded on a form In appendix 2 you will find the one proposed by Sisgeo If the used read out has datalogging capacity this is done automatically If the reading is an anomalous value repeat it to be sure of the result Vibrating wire transducer They are normally supplied without connector therefore connect the red and black wires to the alligator clip with the same colour of the flying cable The green and white cable are for temperature measurement appendix 1 Switch on the read out and wait some time for warm up Using the C6004 VW read out turn the selector on frequency and read the value Turn then on the temperature position and read value For further information or in case another read out unit is used refer to the relevant instruction manual Stress cells SISGEO s r l 4 1 4 ESECUZIONE DELLE MISURE 4 TAKING MEASUREMENTS O Sensore di pressione elettrico per misure locali Svitare il tappo di protezione inserire il connettore del trasduttore nel connettore della centralina C6002MV Quando il connettore viene inserito la centralina si accende automaticamente e sul display apparir un valore numerico che rappresenta gi la pressione totale misurata dalla cella in MPa Attendere qualche istante affinch il valore si stabilizzi Riportare il valore sul modulo delle letture appendice 3 staccare il connettore
25. e di legno fissate in appositi fori La cella deve essere sempre fissata per evitare che la sua posizione cambi durante le fasi di cementazione Qualora la cella venisse installata all interno di un muro a gettata o sulla superficie di una colonna di cemento deve essere sempre assicurata all armatura esistente O Installazione dei tubi idraulici e dei punti di misura Il tubo idraulico che collega la cella al punto di misura deve essere installato in modo tale che dalla cella al punto di centralizzazione del terminale di misura sia fatto correre lungo una struttura di rinforzo centina rete o tubo di protezione evitando stiramenti Successivamente dovr essere fissato alla struttura stessa e protetto con un leggero strato di malta che eviti il danneggiamento durante la messa in opera del rivestimento Tutti i tubi di una sezione di misura dovranno essere poi raccolti in un punto comodamente accessibile E consigliabile l utilizzo di una scatola che protegga tutti gli eventuali terminali di misura degli strumenti e che funga da pannello di centralizzazione O Ripressurizzazione della cella Il perfetto accoppiamento delle celle di pressione nel punto di installazione influenzato da vari fattori Ad esempio nel caso di installazione in calcestruzzo uno di questi fattori la differenza di temperatura che si genera tra la cella ed il materiale che la ingloba e il processo di bonding tra i due nella fase di mat
26. e di pressione elettrico per misure remote e sensore di pressione elettrico per misure locali Celle di pressione totale STRESS CELLS Stress cell is composed by the following elements pressure pad hydraulic tube pressure transducer To obtain valuable results the best solution should be to design every time the pressure pad according to the material specification Nevertheless this turns as an utopistic possibility in the common practice Therefore some standard shape has been defined Following NATM for concrete measurement we have two galvanized steel pads rectangular 100 x 200 mm fig 2 1 square 150 x 150 mm For earth application we have circular O D 230 mm circular O D 500 mm fig 2 2 rectangular 100 x 200 mm On request Sisgeo can built pad of any size and shape The pad is connected to the pressure transducer by a steel tube some decimeter long and the electric cable allows remote reading For tunnel monitoring the transducer is not mounted on the pad and is connected by a nylon tube of the required lenght to allow local measure MEASURING SYSTEM The following measuring transducers are available e electric pressure transducer for remote readings e electric pressure sensor for local measure Stress cells SISGEO s r l 2 1 2 DESCRIZIONE DEGLI STRUMENTI 2 INSTRUMENTS DESCRIPTION Piatto sensore Pressure pad Tappo di tenuta stagna Wa
27. er of elevation from the see level that is of 1 millibar every 10m DATA INTERPRETATION In many cases it is important to see the pressure variation in the time The performance reading referred to the initial or zero reading are AP Pes Po Generally the readings are reported in a diagram showing AP versus time fig 5 3 Stress cells SISGEO s r l 5 9 5 ELABORAZIONE ED 5 DATA PROCESSING AND INTERPRETAZIONE DELLE MISURE INTERPRETATION KPa 100 20 JFMAMJJASOND JFMA 91 92 Time mounth P KPa 9 Delta P KPa Fig 5 3 Esempio di interpretazione dati delle celle di pressione Fig 5 3 Example of stress cells data reduction Oppure riportando le misure di pi Different instruments can be shown on the strumenti sullo stesso grafico fig 5 4 same diagram fig 5 4 KPa 100 70 gt 30 10 0 20 JFMAMJJASONODJF 91 Time mounth i M A 2 9 Fig 5 4 Esempio di interpretazione dati con tre celle di pressione Fig 5 4 Example of data reduction with three stress cells Celle di pressione totale Stress cells SISGEO s r l 5 10 5 ELABORAZIONE ED INTERPRETAZIONE DELLE MISURE 5 DATA PROCESSING AND INTERPRETATION Qualora si disponga di un sistema di acquisizione dati tutto questo pu essere eseguito in modo completamente automatico Sisgeo oltre a fornire l hardware ne
28. gare un massimo di dieci celle di pressione totali ad un sistema di acquisizione remoto protezioni contro le sovratensioni da inserire all interno delle scatole di giunzione Celle di pressione totale At Sisgeo are available the following spares and accessories hydraulic high pressure nylon tube hydraulic circuit repressuring pump complete of tube fittings deaired oil in 1 It bottle electric cable two or six wires for sensors with current or voltage output read out unit C6002 for electric pressure transducer with local readings waterproof connector to be mounted at Sisgeo laboratory for direct connection with the read out unit junction and measuring boxes to connect up to 10 stress cells to a remote data acquisition system overvoltage protections to be placed inside the Junction box Stress cells SISGEO s r l 6 1 CAPITOLO 7 MANUTENZIONE CHAPTER 7 MAINTENANCE Celle di pressione totale Stress cells SISGEO s r l 7 MANUTENZIONE 7 MAINTENANCE La cella di pressione totale un sistema ad olio completamente sigillato equipaggiato con un trasduttore di pressione Maneggiare con cura l attrezzatura durante le fasi di trasporto ed installazione evitando urti Non disconnettere mai il trasduttore di pressione dal tubo idraulico Non ruotare n allentare mai nessun componente per facilitare l installazione del piatto di misura Richiede man
29. gneristiche attraverso il fattore di sensibilit che viene riportato sul certificato di calibrazione fig 5 1 5 2 Per i trasduttori di pressione illustrati il fattore di sensibilit un numero con cui dividere il valore elettrico misurato per ottenere il valore in unit ingegneristiche P L S Dove P pressione in unita ingegneristiche L lettura elettrica S fattore di sensibilita Se pero si vogliono ottenere precisioni di misura pi elevate invece di usare come fattore di sensibilit il numero S ottenuto attraverso un interpolazione lineare dei dati di taratura elaborare i dati per trovare la curva di interpolazione ottenendo un equazione del tipo P Lx A LxB C Dove A B C sono i fattori di conversione polinomiali Sul certificato di taratura vengono riportati anche i valori A B C Per semplicit di trattazione nel seguito ci riferiremo principalmente al fattore di sensibilit S e svilupperemo la spiegazione riferendoci a misure effettuate usando centralina base tipo C6003 C6004 che non hanno capacit di calcolo o di memorizzazione Usando centraline tipo datalogger ad esempio la C800U quanto descritto viene gi in parte fatto dalla centralina come meglio si pu vedere consultando il relativo manuale Celle di pressione totale O Electric pressure sensor for local reading Measurements are directly in phisical unit in MPa and therefore no data processing is needed O Elec
30. in an enviroment with temperature variation it is necessary to compute the correction for the temperature effect as follow Pr Tes To K Where Pr temperature correction Tes performance reading temperature To temperature value reported on the calibration certificate fig 5 2 K thermal factor reported on the calibration certificate fig 5 2 Stress cells SISGEO s r l 5 5 5 ELABORAZIONE ED INTERPRETAZIONE DELLE MISURE 5 DATA PROCESSING AND INTERPRETATION taratura del trasduttore fig 5 2 K coefficiente di correzione termica riportato sul certificato di taratura del trasduttore fig 5 2 La correzione cos calcolata deve essere sommata alla pressione trovata con la formula precedente TARATURA IN SITO La cella di pressione uno strumento che fornisce una misura relativa cio i valori misurati sono funzione del tipo di materiale nel quale la cella installata Il certificato di taratura ed il relativo fattore di sensibilit sono riferiti all acqua e pertanto non sono direttamente utilizzabili per avere il valore di pressione in sito E necessario eseguire una taratura in sito di almeno una cella installandola come spiegato con uno strato superiore di alcuni decimetri di materiale e poi caricata con un peso o una pressione nota Sisgeo pu mettere a disposizione una attrezzatura portatile autonoma di calibrazione Nota la pressione applicata attraverso il mate
31. ion in uniform grain Size SOU arto 3 1 Vertical installation 3 1 Specific remarks for cable INSCAN BION sss aio 3 5 INSTALLATION IN ROCK AND AT THE INTERFACE ROCK LINING IN TUNNEL 3 5 Installation procedure 3 5 Pressure pad installation 3 5 Specific remarks for cables installation 3 7 INSTALLATION IN CONCRETE 3 7 Pressure pad installation 3 7 Installation of the hydraulic line and of the measuring poiNt 3 8 Repressurization procedure 3 8 Refilling pressure pump CABLES INSTALLATION di CABLES WIRING iiii 4 TAKING MEASUREMENTS MANUAL READING Electric pressure transducer for remote reading siani ease eee Piers RARI 4 1 Ceramic 4 20 MA pressure transducere eotia iarten 4 1 Vibrating wire transducer 4 1 Stress cells SISGEO s r l I INDICE CONTENTS Peirce 4 2 5 ELABORAZIONE ED INTERPRETAZIONE DELLE MISURE Sensore di pressione elettrico per misure locali ia intesi NETE N 5 1 Trasduttore di pressione elettrico per misure remote Trasduttore di pressione ceramico PAO OT ere A 5 2 Trasduttore a corda vibrante 5 5 TARATURA IN SITO n 5 6 CORREZIONI BAROMETRICHE 5 9 INTERPRETAZIONE DELLE MISURE 5 9 6 ACCESSORI E RI
32. iportato nel modulo di campagna Questo valore non pu ancora essere considerato il valore iniziale delle misure in quanto la procedura di precarico della cella ha provocato una perturbazione nel sistema Sar quindi necessario attendere alcune ore prima della stabilizzazione Si consiglia di eseguire una lettura lettura iniziale o di zero trascorso qualche giorno dopo l esecuzione del precarico Questi stessi accorgimenti dovranno essere presi ogni qualvolta si renda necessaria una nuova pressurizzazione della cella O Riempimento della pompa di ripressurizzazione Effettuare il riempimento della pompa una volta che in questa si esaurito l olio nel seguente modo e procurasi presso Sisgeo dell olio disaerato contenuto in un bidoncino e porre il tubetto della pompa nel bidoncino ben sotto il livello del fluido e ruotare la vite di spinta in senso Celle di pressione totale e turn clock wise the screw of the pump since the oil is flowing out e connect the transducer to the read out unit to measure the pressure in the cell e connect the pump to the cell and turning the knob of the pump send oil until the pressure value on the display will reach a 15 20 of the full scale value e wait some time to be sure that is stable and then disconnect the pump At the end of the operations take a further reading This value has not to be considered the correct initial reading because the repressurization has infl
33. ity factor with the material used It is therefore defined as ratio registration R Sm S the ratio between the sensitivity factor obtained with the material used in situ and the sensitivity factor in water reported on the calibration certificate To obtain a correct measure the pressure value measured by the cell will be il valore della pressione misurato dalla cella fr sar P R L S Celle di pressione totale Stress cells SISGEO s r l 5 6 5 ELABORAZIONE ED 5 DATA PROCESSING AND INTERPRETAZIONE DELLE MISURE INTERPRETATION Modello Cella di pressione L143D350 Numero di Serie L99001 Sensore Corda vibrante Numero di Serie B 10 8 27 Cliente O L 980193 Lunghezza cavo 100 m Data 30 06 99 CONDIZIONI DI PROVA Alimentazione Vcc n a Temperatura C 21 Umidita 60 Pressione atmosferica mbar 995 La taratura stata realizzata in accardo al Sistema di Qualit ISO UNI EN 9001 pressione letture digit 1 down 2 up 2 down med digit i polin kPa 136 243 273 683 411 621 549 946 688 548 kPa 100 000 0 000 100 000 200 000 300 000 400 000 500 000 600 000 700 000 800 000 12000 10000 ethene n 8000 io dati regr in nie regr pdin e digit 6000 4000 2000 0000 RISULTATI Fattore di sensibilit lineare S errmax kPa digit
34. lead sheat for about 10 mm weld it with tin if available and insert into the pin that will be crimped Before inserting the leads and locking the screws of the wiring terminals check the instrument proper functioning by taking a reading with a manual read out unit Stress cells SISGEO s r l 3 12 CAPITOLO 4 ESECUZIONE DELLE MISURE CHAPTER 4 TAKING MEASUREMENTS Celle di pressione totale Stress cells SISGEO s r l 4 ESECUZIONE DELLE MISURE 4 TAKING MEASUREMENTS Le misure possono essere effettuate in modo manuale od automatico MISURE MANUALI O Trasduttore di pressione elettrico per misure remote Trasduttore di pressione ceramico 4 20 mA Il trasduttore di tipo ceramico ha uscita 4 20 mA I due fili sono di colore nero e rosso Qualora il cavo sia provvisto di connettore collegare direttamente il connettore alla centralina di misura Se invece non stato ordinato il connettore collegare i fili del cavo elettrico ai coccodrilli del filo volante fornito con la centralina un cavetto corto provvisto ad un estremit di connettore e dall altra parte con fili volanti muniti di coccodrilli secondo il codice riportato in appendice 1 Accendere la centralina attendere alcuni secondi per stabilizzare il tutto e seguendo le specifiche istruzioni d uso della centralina eseguire la misura Le misure vanno quindi riportate sull apposito modulo In appendice 2 Sisgeo vi propone
35. ments are installed on reinforcing gage lay the cable along the rebars and bind to them by plastic belts INSTALLATION IN ROCK AND AT THE INTERFACE ROCK LINING IN TUNNEL O Installation procedure The procedure for installing is according the following main phases pressure pad installation electric cables installation and centralization Pressure pad installation A good installation should be made in such a way that the contact between the pressure pad and the rock surface will be guaranted The pressure pad has to be placed at the rock concrete interface in close contact with the rock The rock surface has to be prepared by flattening it the pad is set on a poor quick set mortar bed which is put on the rock The pad is then fastened in the desired position using wire hooks and is then covered with concrete or shotcrete to avoid damage during the works To avoid possible damage of hydraulic tube and of the transducer it is recommended to protect them with some steel cover before proceeding with the works Stress cells SISGEO s r l 3 5 3 MODALIT D INSTALLAZIONE 3 INSTALLATION PROCEDURE Identificazione del punto di Preparazione della superficie di posa installazione della cella della cella Installation on point selection Pressure pad surface preparation Livellazione della superficie di Cemento a presa rapida per fissare la contatto cella Contact surface flattening Qui
36. misura effettuata in qualsiasi momento dopo l installazione viene chiamata lettura di esercizio Les Ognuna di queste misure deve essere convertita in pressione P secondo la seguente espressione P Les lo S Dove Les lettura di esercizio lo lettura con cella in aria rilevato prima dell installazione intorno a 4 mA circa Il valore lo importante sia rilevato accuratamente prima dell installazione perch un buon indicatore della salute dello strumento Infatti il valore lo non dovr essere molto lontano da quello riportato sul certificato ma raramente sar lo stesso perch per i trasduttori assoluti le variazioni di pressione barometrica dovuti alla situazione meteorologica e alla altitudine sul livello del mare causeranno una variazione rispetto al valore misurato in laboratorio Inoltre siccome dovr essere sottratto da tutte le misure di esercizio successive consigliabile rilevarlo accuratamente magari anche pi di una volta per verificarne la ripetibilit Celle di pressione totale 4 20mA ceramic pressure transducer The first reading is appelled initial reading or zero reading Lo reading taken at any time after installation is appelled performance reading Les Each of them to be converted in a pressure P value has to be computed as follow P Les lo S Where Les performance reading Ig reading taken before installation with instrument in air about 4 mA It is very impor
37. ne orizzontale sanare 3 1 Installazione verticale 3 1 Raccomandazioni particolari per la stesura cavi pcs 3 5 INSTALLAZIONE IN ROCCIA E AL CONTATTO ROCCIA RIVESTIMENTO IN GALLERIA Modalit d installazione Installazione Cella Raccomandazioni particolari per la stesura CAV eee eee 3 7 INSTALLAZIONE ENTRO IL CALCESTRUZZO Installazione cella Installazione dei tubi idraulici e dei punti di MSU ARs anie aderat 3 8 Ripressurizzazione della cella 3 8 Riempimento della pompa di ripressurizzazione STESURA CAVI CABLAGGIO CAVI 4 ESECUZIONE DELLE MISURE MISURE MANUALT e 4 1 Trasduttore di pressione elettrico per MISUPE TEMO 4 1 Trasduttore di pressione ceramico 4 20 Celle di pressione totale 1 INTRODUCTION 2 INSTRUMENTS DESCRIPTION STRESS CELLS MEASURING SYSTEM Electric pressure transducer for remote FRAU o i iaia 2 2 4 20 MA transducer Vibrating wire transducer Electric pressure sensor for local IMCASUPO tities ae a 2 3 RIPRESSURING VALVE 2 4 3 INSTALLATION PROCEDURE LOOSE SOIL DAMS EMBANKMENT AND UNDER FOUNDATION INSTALLATION 3 1 Installation procedure 3 1 Horizontal installation in non uniform grain size SOil iiiiiiii 3 1 Horizontal installat
38. nettore elettrico per consentire il collegamento diretto alla apposita centralina di lettura C6002 VALVOLA DI RIPRESSURIZZAZIONE E fornita per le celle da inglobare in calcestruzzo con lo scopo di poter ripressurizzare il piatto sensore qualora a seguito della maturazione del calcestruzzo si vengano a creare delle cavit tra il calcestruzzo e la cella stessa Per il cosiddetto effetto arco il piatto sensore non pi in contatto con il calcestruzzo non pi in grado di misurare la pressione La ripressurizzazione ottenuta mediante apposita pompa collegata alla valvola consente di espandere il piatto sensore fino a farlo ritornare a contatto con il calcestruzzo Celle di pressione totale sensor of the same type described without the 4 20 MA converter The size of the transducer is very reduced The advantage of this type of transducer compares to mechanic ones is the great easiness in reading and the very good accuracy The measure is done pratically without volume variation Therefore the cell rigidity is not affected by the transducer and the measure is more correct In the back of the transducer protected by a waterproof cap there is the electric connector to be used directly on the purposely designed C6002 read out unit REPRESSURING VALVE It is supplied with the cell to be embedded in concrete to allow pad repressurization when after concrete set voids are present at the concrete cell inte
39. niforme il piatto di misura deve essere posizionato su di uno strato compattato a mano utilizzando materiale naturale preparato con la stessa procedura presentata precedentemente al fine di minimizzare le variazioni di densit attorno alla cella Questa procedura per quanto possibile deve essere applicata anche per materiali coesivi O Installazione verticale Installazioni verticali di celle di pressione totale richiedono procedure di volta in volta adeguate alla situazione di misura Ad esempio nel caso di monitoraggio di muri di sostegno l aspetto pi rilevante nell installazione di celle di pressione totale all interno di alloggiamenti nel calcestruzzo consiste nel posizionare il piatto di misura in modo perfettamente complanare con la superficie del muro di sostegno stesso Questo accorgimento previene fenomeni di arcing effetto arco che possono inficiare le misure In figura 3 3 sono riportati alcuni esempi di Celle di pressione totale LOOSE SOIL DAMS EMBANKMENT AND UNDER FOUNDATION INSTALLATION Q Installation procedure Installation procedure of earth stress cells is function of the structure to be monitored and particularly of the type of soil investigated Q Horizontal installation in non uniform grain size soil When the soil to be investigated is not uniform before installation of an earth stress cell prepare a hand compacted layer of sand 100 mm thick and after placement of the pressure pad
40. nsioni Il cavo elettrico fornito in spezzoni di lunghezza variabile a richiesta e viene collegato direttamente al trasduttore di pressione durante la fase di montaggio in fabbrica In funzione del tipo di segnale il cavo elettrico pu essere a due o a sei conduttori terminato con connettore finale Celle di pressione totale The pressure transducer is made by a sensor with different ranges and by a stainless steel housing The electric connection to the cable is sealed to be waterproof the cable length is made according the client need The sensor used in the pressure transducer can be of different type with electric output in tension current 4 20 mA or frequency for the vibrating wire type 4 20 mA transducer This transducer is based on the ceramic sensor used by Sisgeo also for the piezometer It is made by a ceramic diaphragm instrumented by resistive strain gauges Ceramic diaphragm guaranty a very good overvoltage protection The sensor is housed in a stainless steel tube Vibrating wire transducer This transducer is made by a stainless steel diaphragm to which a steel wire is connected This wire is put in vibration by an electromagnet The change of external pressure is transmitted to the oil into the pad and then to the diaphragm causing its deflection The deflection is measured as a change in tension and then in frequency of vibration of the wire The square of the frequency is directly proportional
41. nstallation level on s l Installation date DATI STRUMENTO INSTRUMENT FEATURES Modello Campo di Misura Type Range Lettura prima dell installazione Lettura iniziale Lo Reading before installation Zero reading Lo Pressione lo Pressure Io Temperatura Temperature CENTRALINA DI LETTURA READOUT UNIT Modello Numero di matricola Type Serial number LETTURA DI TEMPERATURA VARIAZIONE ESERCIZIO TEMPERATURE DI PRESSIONE PERFORMANCE PRESSURE VARIATION Doo ii ie k SISGEO Via F Serpero 4 F1 20060 Masate MI Tel 39 02 95764130 Fax 39 02 95762011 SCHEDA RILEVAMENTO DATI Rev n 1 Settembre 2001 Pagina n FIELD DATA SHEET September 2001 Page n Celle di pressione totale Stress cells SISGEO s r l 8 4
42. odalit d installazione La procedura di installazione si suddivide nelle seguenti fasi principali installazione cella di pressione stesura cavi elettrici ed eventuale centralizzazione O Installazione cella Una corretta installazione in galleria deve essere eseguita in modo da garantire il contatto tra la roccia ed il rivestimento Il piatto di misura deve essere posizionato al contatto roccia rivestimento il pi vicino possibile alla superficie della roccia La superficie di contatto roccia cella deve essere preparata in modo che sia il pi possibile piatta e la cella posizionata su un sottile strato di cemento a presa rapida applicato alla superficie rocciosa La parte superiore del cella andr quindi ricoperta con un ulteriore strato di malta onde evitare il danneggiamento durante la messa in opera del rivestimento Per evitare eventuali danneggiamenti al tubo idraulico di collegamento e al trasduttore si raccomanda di predisporre una loro adeguata protezione prima della fase di rivestimento Celle di pressione totale O Specific remarks for cable installation In both type of installation vertical or horizontal we have to take in count that large deformation may occour that can overstress the cable and break it For this reason we recommend to install cables in such a way to allow them to follow the material movements during the embankment construction and during the settlement period If the instru
43. otezione realizzato in acciaio inossidabile Provvisto di connessione elettrica resistente all acqua il trasduttore fornito con cavo di lunghezza predeterminata in fase d ordine Il tipo di sensore presente nel trasduttore di pressione elettrico pu essere con segnale in tensione in corrente 4 20 mA o in frequenza nel caso di sensore a corda vibrante Trasduttore in corrente 4 20mA Questo trasduttore basato sul sensore ceramico usato da SISGEO anche per i piezometri E costituito da un diaframma di ceramica sensibilizzato con estensimetri resistivi La ceramica garantisce un ottima stabilit nel tempo ed un elevata resistenza a sovratensioni Il sensore ceramico contenuto in un corpo di acciaio inossidabile che lo rende stagno Trasduttore a corda vibrante E costituito da un diaframma in acciaio inossidabile al quale connesso un filo d acciaio teso che viene fatto vibrare da un elettromagnete Il cambiamento di pressione esterna viene trasmesso all olio della cella e a sua volta al diaframma causandone la deflessione questa deflessione provoca un cambiamento della tensione e quindi della frequenza di vibrazione del filo d acciaio La pressione applicata al diaframma direttamente proporzionale al quadrato della frequenza di vibrazione Questo tipo di sensore fornito completo di termistore per la misura della temperatura Uno scaricatore a gas inoltre previsto per la protezione delle sovrate
44. re e infilarla all interno del puntalino che andr schiacciato con una pinza Prima di inserire ed avvitare i conduttori nella morsettiera opportuno eseguire un controllo degli strumenti tramite una centralina di lettura manuale per verificarne la funzionalit Celle di pressione totale Avoid leaving lenght of cable uncovered so that damage of any type should occour In case the cables are underground it is advisable to install a conduit tube of proper diameter and insert the cable in it installing ispection boxes at least every 30 meters If the cable is installed on a wall it is suggested to insert it in a conduit tube fixed to the wall by steel ties Furthermore inspection boxes should be placed at least every 30 meters or anyway when there are angles in the range of 90 If the cable have to be installed in air across structures a steel wire has to be placed tensioned by turnbukles mounted at each end The electric cable will be then secured to the wire by plastic ties CABLES WIRING Cut the cable in such a way to have enough lenght to obtain a correct installation functional an aesthetic Before cutting the cable take note of the instrument code so that it will be possible to identify the instrument also after the cable cutting Insert the cable end through the gland and lock it Cut the sheat for a certain length according to the box size so that the lead are free Cut the terminal part of the
45. re or rectangular for NATM practice circular or rectangular for earth They are buried within soil or rock or embedded in concrete or fixed to the contact surface between soil and structure An electric cable connect the transducer to the read out unit Fig 1 1 Celle di pressione per rocce e terreni Fig 1 1 Earth and rock stress cells Celle di pressione totale Stress cells SISGEO s r l 1 1 1 INTRODUZIONE 1 INTRODUCTION Sisgeo produce celle per As far as Sisgeo products we have e roccia per il terreno all interno di rilevati di dighe ed al di sotto od in prossimit di fondazioni rilievo degli sforzi in ammassi e pareti rocciose e per il controllo dello stato tensionale sul cavo di gallerie calcestruzzo per il rilievo dello stato tensionale del rivestimento di gallerie in posizione radiale o tangenziale e il controllo delle pressioni totali nel stress cells for total stress measure in soil within embankment and under foundation stress cells for rock and stress monitoring at the contact with concrete lining stress cells for stress monitoring within concrete lining in radial and tangential position Fig 1 2 Cella di pressione per calcestruzzo Fig 1 2 Concrete stress cell Celle di pressione totale Stress cells SISGEO s r l 1 2 CAPITOLO 2 DESCRIZIONE DEGLI STRUMENTI CHAPTER 2 INSTRUMENTS DESCRIPTION Celle di pressione totale
46. rface For arc effect the pad is no more in contact with the surrounding material and don t measure the real pressure Repressurization is done using a purposely designed pump by Sisgeo that is connected to the valve and push into the hydraulic circuit a certain deaired oil quantity until it is again obtained the concrete pad contact Stress cells SISGEO s r l 2 4 CAPITOLO 3 MODALIT D INSTALLAZIONE CHAPTER 3 INSTALLATION PROCEDURE Celle di pressione totale Stress cells SISGEO s r l 3 MODALIT D INSTALLAZIONE 3 INSTALLATION PROCEDURE INSTALLAZIONE IN TERRENI SCIOLTI RILEVATI DIGA E SOTTO FONDAZIONI O Modalit d installazione La modalit di installazione delle celle di pressione totale dipendono dalla struttura che deve essere monitorata ed in particolare dal tipo di terreno investigato O Terreno non uniforme installazione orizzontale Quando il terreno che deve essere investigato non uniforme prima dell installazione della cella di pressione preparare uno strato di sabbia di circa 100 mm di spessore compattato a mano e dopo il posizionamento del piatto di misura un successivo strato di sabbia spesso circa 200 mm Durante la compattazione a mano anche se l operazione non semplicemente quantificabile si dovrebbe cercare di creare strati di sabbia della stessa densit fig 3 1 O Terreno uniforme installazione orizzontale Quando il materiale u
47. riale viene fatta la misura elettrica della cella e questo valore deve corrispondere alla pressione imposta Pr L7 Sm Pr pressione imposta per la prova Ly lettura elettrica corrispondente Sm fattore di sensibilit della cella con il materiale in cui viene installata Viene quindi definito come fattore di registrazione R Sm S Il rapporto tra la sensibilit della cella con il materiale del sito e la sensibilit del certificato di taratura ottenuta in acqua Pertanto per avere una misura significativa The pressure value computed in this way will be added to the pressure measured IN PLACE CALIBRATION Stress cells are instruments that provide relative measures i e the measured values are function of the materials in which they are buried Calibration certificate and the reported sensitivity factor are referred to water and therefore they cannot be directly used to obtain the in situ stress value It is necessary to make an in place calibration of at least a stress cell installed as explained with a thick upper layer of the material in which it is buried Loading with a known weight or pressure it is possible to obtain a field calibration Sisgeo can provide a portable self contained calibration chamber Once it is know the pressure applied by the material it is measured the electric value of the transducer so that Pr L7 Sm Pr pressure step during test L related electric reading Sm sensitiv
48. s protective cap SERVICE AND REPAIR Recalibration or repair of damaged instrumentation is perform at the factory or by technically trained operators authorized from the factory Recalibration of the stress cells is recommended before each new application In case of recalibration or repairing the full set of accessories has to be returned to the factory O Shipment Protect the instrument from shocks during the shipping in appropriate carrying case Stress cells SISGEO s r l 7 1 CAPITOLO 8 APPENDICI CHAPTER 8 APPENDIXES Celle di pressione totale Stress cells SISGEO s r l 8 APPENDICE 1 CONVENZIONE CABLAGGIO CAVI ELETTRICI 8 APPENDIX 1 WIRING CODE TRASDUTTORE DI PRESSIONE 4 20 mA 4 20 mA PRESSURE TRANSDUCER ROSSO RED lt Vde gt A NERO BLACK __ lt ChA gt c lt Calza Shield gt G CONNETTORE ECONO7MV VEAM MASCHIO BLC 6Z1 4SA7P ECONO7MV VEAM CONNECTOR MALE BLC 6Z1 4SA7P TRASDUTTORE DI PRESSIONE A CORDA VIBRANTE VIBRATING WIRE PRESSURE TRANSDUCER ROSSO RED ___y lt Pressione Pressure gt NERO BLACK ____ lt Pressione Pressure gt VERDE GREEN lt Temperatura Temperature gt BIANCO WHITE __ lt Temperatura Temperature gt lt Calza Shield gt Celle di pressione totale Stress cells SISGEO s r l 8 1 8 APPENDICE 2 CONVERSIONE RESISTENZA TEMPERATURA 8 APPENDIX 2 THERMISTOR TEMPERATURE CONVERSION Tipo di termistore Alpha N
49. tant to take a very accurate lo value before installation because it is a good indicator of the working capability of the instrument The lo has to be similar to the value reported on the certificate but rarely will be the same because for absolute pressure sensor atmospheric variation due to metereological events and the elevation on the sea level are sensed by the instrument Moreover as lo has to be subtracted from all the performance readings it is advisable to take it very accurately more than one time to verify the repeteability Stress cells SISGEO s r l 5 2 5 ELABORAZIONE ED 5 DATA PROCESSING AND INTERPRETAZIONE DELLE MISURE INTERPRETATION Modello Cella di pressione L141S005 Numero di Serie L99239 Sensore estensimetrico Numero di Serie Cliente O L 990200 Lunghezza cavo 8m Data 30 06 99 CONDIZIONI DI PROVA Alimentazione Vee 24 Temperatura C 20 Umidit 60 Pressione atmosferica mbar 1000 La taratura stata realizzata in accordo al Sistema di Qualit ISO UNI EN 9001 IST 10 0101 IST 10 0102 Misuratore di pressione DRUCK n 038 039 pressione letture mA statistiche Tup 1 down 2up j Tin kPa _polin kPa 3 968 3 969 3 969 5 582 5 558 5 564 7 176 7 152 7 162 8 774 8 750 8 762 10 368 10 351 10 360 11 968 11 956 11 965 13 566 13 555 _ 13 561 15 167 15 159 15 168 16 765 16 759 16 763 18 364 18 361 18 359 19 95
50. terproof cap Trasduttore di pressione Pressure transducer Seo x gol A ha Tubo idraulico in nylon m Hydraulic nylon tube pe I Valvola di ripressurizzazione Repressuring valve Fig 2 1 Componenti cella di pressione per calcestruzzo Fig 2 1 Concrete stress cell componenets Pressure pad Piatto sensore Tubo idraulico in acciaio Hydraulic steel tube Cavo elettrico Electric cable Trasduttore di pressione Pressure transducer min 300 mm max 500 mm Fig 2 2 Componenti cella di pressione per terreni Fig 2 2 Earth stress cell componenets O Trasduttore di pressione elettrico per misure remote La pressione del terreno viene trasmessa all olio di cui riempita la cella e viene misurata rilevando in modo elettrico la deformazione del diaframma sensibilizzato che costituisce il trasduttore di pressione Celle di pressione totale O Electric pressure transducer for remote reading The pressure is transmitted to the oil that fill the pad and cause the deflection of the instrumented diphragm of the pressure transducer Stress cells SISGEO s r l 2 2 2 DESCRIZIONE DEGLI STRUMENTI 2 INSTRUMENTS DESCRIPTION Il trasduttore di pressione composto da un sensore disponibile con vari fondo scala e da un contenitore cilindrico di pr
51. to varia in funzione della quota e delle condizioni meteorologiche La correzione Ps B Bo x S Dove B pressione barometrica attuale Bo pressione barometrica al momento dell installazione S coefficiente di conversione lineare La pressione barometrica varia con la quota di 0 0113 KPa per metro di elevazione dal livello del mare ovvero di 1 millibar ogni 10 m di elevazione INTERPRETAZIONE DELLE MISURE In molti casi interessa rilevare le variazioni di pressione nel tempo Le misure di esercizio se riferite alla misura iniziale o di zero diventano AP Pes Po Generalmente le misure sono rappresentate in un diagramma variazione di pressione tempo fig 5 3 Celle di pressione totale BAROMETRIC CORRECTION Absolute pressure transducers are sensitive to barometric pressure variation For this reason it is necessary to take a reading at site before installation In any case specially for low range instruments it is very important to consider the barometric pressure Keep on mind that for a 0 2 MPa transducer a pressure change of 50mbar 0 005MPa is 2 5 of the full scale 1 mbar is 1 cm of water column The correction for barometric pressure is Pg B1 Bo x S Where B barometric pressure at the time of the reading Bo barometric pressure at the time of installation S linear sensitivity factor Barometric pressure change with the altitude of 0 0113 KPa per each met
52. to the applied pressure This type of sensor is supplied with termistor for temperature measure A surge arrestor is also mounted on the cable connection for overvoltage protection Electric cable is supplied in any required length and is connected generally to the transducer at Sisgeo factory According to the transducer type the cable can be 2 or 6 conductors with or without terminal connector In appendixes 1 the wiring code of the different models is reported Q Electric pressure sensor for local measure The transducer is made by a ceramic Stress cells SISGEO s r l 2 3 2 DESCRIZIONE DEGLI STRUMENTI 2 INSTRUMENTS DESCRIPTION o con conduttori volanti In appendice 1 sono riportate le convenzioni dei cavi elettrici in funzione del tipo di sensore installato O Sensore di pressione elettrico per misure locali Il trasduttore di pressione contiene un sensore ceramico dello stesso tipo gi descritto senza il circuito di condizionamento 4 20 mA Le dimensioni del trasduttore sono molto contenute Il vantaggio di questo tipo di sensore sul trasduttore meccanico risiede nella grande facilit di misura e nella grande precisione la misura viene infatti effettuata praticamente senza variazione di volume Pertanto la rigidit della cella non viene alterata dal trasduttore e la misura risulta rappresentativa Nella parte posteriore del trasduttore protetto da un tappo di tenuta stagna vi un con
53. tric pressure transducer for remote reading Data processing include the conversion from electric to engineering units by mean of a sensitivity factor reported on the calibration certificate fig 5 1 5 2 For pressure transducer the sensitivity factor is a number by which divide the electric value to obtain the engineering unit P L S Where P pressure value in engineering unit L electric reading S sensitivity factor If more accurate reading is needed instead of using the number S that is obtained by a linear interpolation of the calibration data it is possible to process the same calibration data with a polynomial interpolation obtaining P L xA Lx B C Where A B C are the sensitivity polynomial factor On the calibration certificate always reported they are For a more simple speech in the following we will refer to the sensitivity factor S also said linear sensitivity factor and to the use of the basic read out type C6003 and C6004 that have no recording and processing capabilities Using datalogger as the C800U read out unit most of the operation are just done automatically as you can better see on the specific manual Stress cells SISGEO s r l 5 1 5 ELABORAZIONE ED INTERPRETAZIONE DELLE MISURE 5 DATA PROCESSING AND INTERPRETATION Trasduttore di pressione ceramico 4 20 mA La prima misura viene chiamata lettura iniziale o lettura di zero Lo mentre la
54. tura con cella in aria rilevata prima dell installazione Hz x 10 Les lettura di esercizio Hz x 1073 S fattore di sensibilit riportato sul certificato di taratura fig 5 2 Nel caso in cui il trasduttore sia installato in un ambiente a temperatura non costante necessario effettuare una correzione al valore di pressione precedentemente calcolato per tenere conto della dilatazione termica che il filo in acciaio che costituisce la corda vibrante pu aver subito L equazione per il calcolo del fattore di correzione della temperatura la seguente Pr Tes To K Dove Pr correzione di temperatura Tes temperatura di esercizio To temperatura riportata sul certificato di Celle di pressione totale Vibrating wire pressure transducer Using the C6004VW read out unit according to the selector position it is possible to read the period or the frequency To process data it is more convenient to use frequency If is used a read out that measure only the period remember that f 1 p and therefore f x 10 1 p x 107 where f frequency P period As for the ceramic 4 20mA sensor we will have P Les lo S Where P pression in engineering unit lo reading taken before installation with instrument in air Hz x 10 3 Les any reading in frequency Hz x 10 S sensitivity factor reported on the calibration certificate fig 5 2 If the instrument is installed
55. uenced the system It is therefore necessary to wait some time to return to normal situation we suggest to wait for some days before taking the initial or zero reading This procedure has to be followed every time a repressurization of the pressure pad is needed Refilling pressure pump When the oil is finished to refill the pump proceed as follow e procure deaired oil from Sisgeo that will be delivered inside a small sealed container e put the pump tube in the container well under the fluid level e rotate anticlock wise the knob so that the oil is sucked inside the pump Stress cells SISGEO s r l 3 9 3 MODALIT D INSTALLAZIONE 3 INSTALLATION PROCEDURE antiorario cos da richiamare il fluido entro la pompa Fig 3 5 Pompa di pressurizzazione Fig 3 5 Pressurization pump STESURA CAVI CABLES INSTALLATION La trasmissione del segnale elettrico di The electric signal of each instrument is ogni singola cella avviene tramite il cavo transmitted by means of cable normally elettrico ad esso collegato normalmente supplied in rolls fornito in matasse On the cable end it has to be placed a label Sulla parte terminale del cavo elettrico which the transducer data are reported on fissata una targhetta sulla quale sono fig 3 6 riportati i dati identificativi del trasduttore fig 3 6 Modello strumento Instrument model D313SV50 Numero di serie SIN D98376 60 m Seri
56. urazione Per ristabilire il contatto perfetto la cella deve essere pressurizzata con olio disareato usando Celle di pressione totale For tangential stress measurement the pressure pad should be embedded in concrete using the wire hooks to fasten the pad in the stated position by mean of wire tightened to the wire mesh or reinforcement rods or stiffering ring or by means of wooden wedges The pressure pad has to be fixed in such a way that the position does not change even if a vibrator touches it or the shotcrete is directly thrown on it In case the pressure pad is installed in a slurry wall or a concrete pile it should also be fastened to the existing reinforcement gauge Q Installation of the hydraulic line and of the measuring point The hydraulic line should be positioned in a way that they keep a certain possibility to move and at the same time protected as well as possible It is reccomended to install the lines in a protective tube or along steel ribs or reinforcement steel bars They should be fastened in a way that concreting or shotcreting does not displace them All lines of a measuring section are centralized in a niche in a Ssuitalble position for readings O Repressurization procedure The perfect coupling of the pressure pad is influenced by a number of factors For example in concrete embedment installation the temperature difference between the cell and the surrounding media during the setting process
57. utenzione standard solo il connettore elettrico se installato Coprire sempre il connettore se non utilizzato Pulire il connettore con piccole quantit di alcool evitando componenti chimici o sostanze che poterebbero contenere solventi Asciugare sempre il connettore prima delle misure e prima di proteggerlo con il suo cappuccio SERVIZIO E RIPARAZIONE Ricalibrazione o riparazione di strumenti danneggiati pu essere effettuata solo presso SISGEO o da tecnici tecnicamente preparati e autorizzati da SISGEO E raccomandata la ricalibrazione delle celle di pressione prima di ogni nuova applicazione In caso di riparazione se possibile spedire il set completo di accessori O Spedizione Proteggere gli strumenti durante il trasporto utilizzando idonei contenitori Celle di pressione totale The stress cell is a completely sealed oil filled measuring system equipped with an electrical pressure transducer Handle it with care during transportation and installation avoiding shocks Do not disconnect the transducer or the steel hydraulic pipe from the pressure pad Do not rotate any hydraulic fittings to facilitate the installation of the cell Standard maintenance is required only for the electrical connector if installed Always cap the connector when not used Clean the connector using alcohol avoiding spray or chemical components containing solvents Always dry the connector before measurement and before placing it
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