Apéndice E.Medidor de grietas de bajo perfil Modelo 4420-3

geokon Los medidores de grietas de cuerda vibrante de bajo perfil Modelo 4420-3 usan un deformímetro Modelo 4150 montado en la parte inferior de una placa de acero inoxidable, un tornillo de presión de punta ovalada ajustable y un cable del instrumento asegurado e impermeabilizado por un conector Swagelok.

El medidor está montado como una ménsula, con el extremo del cable del medidor de grietas fijado a la superficie de montaje por un tornillo con cabeza instalado en un anclaje de expansión, con el otro extremo libre. Este extremo libre permite al tornillo de presión de punta cónica mantener el contacto con la superficie de montaje (o disco de referencia) conforme se mueve.

Las tensiones se miden usando el principio de la cuerda vibrante.  Conforme la superficie de montaje se levanta o baja, incrementa o disminuye la tensión en la cuerda vibrante dentro del medidor 4150. Este cambio en la tensión es medido como un cambio en la frecuencia de resonancia de la vibración del cable.

La varilla roscada y las tuercas de bloqueo que la acompañan permite que la lectura de cero se ajuste según se necesite.

18:    

Figura 18: Plano del medidor de grietas de cuerda vibrante de bajo perfil Modelo 4420-3

E.1Instalación

E.1.1Pruebas preliminares

Lleva a cabo una prueba preliminar siguiendo los pasos siguientes:

1.Conecte el medidor a una consola de lectura siguiendo las instrucciones en la Sección 4.1.

2.Observe la lectura mostrada, que normalmente se encuentra entre los 1800 y los 2500 dígitos. La lectura de la temperatura deberá ser equivalente a la temperatura ambiente.

Puede verificar la continuidad de la corriente eléctrica usando un ohmímetro. La resistencia entre los conductores principales deberá ser de alrededor de 50 ohmios. Recuerde añadir la resistencia de los cables, que debe ser de aproximadamente 14.7Ω por cada 1000 pies (48.5Ω por kilómetro) de líneas de cobre trenzado a 20°C con calibre de alambre estadounidense 22 (AWG). Multiplique este factor por dos para considerar ambas direcciones. La resistencia entre los conductores verde y blanco variarán dependiendo de la temperatura; vea la Tabla 7 en el Apéndice B. La resistencia entre cualquier conductor y la coraza no deberá exceder los dos megaohmios.

En caso de que cualquiera de estas pruebas preliminares falle, vea la Sección 6 para identificar y solucionar el problema.

E.1.2Instalación del medidor de grietas

1.Usando un taladro para mampostería (u otro equipo apropiado), haga un orificio de 9.5 mm (3/8 de pulgada) de diámetro y de 32 mm (1.25 pulgadas) de profundidad a cada lado de la grieta, a una distancia de 267 mm (10.5 pulgadas).

Nota: En superficies de montaje con textura lisa, puede omitirse el disco de referencia. Para instalaciones sin el disco de referencia solo se requiere un orificio y un anclaje de expansión. El ensamblaje completo sin disco de referencia se muestra en la Figura 19 a continuación.

2.Limpie los orificios e inserte los anclajes, con el extremo ranurado hacia abajo.

3.Inserte la herramienta de fijación provista, primero por el extremo pequeño en cada uno de los anclajes. Expanda los anclajes golpeando con fuerza varias veces el extremo grande de la herramienta de fijación con un martillo.

4.Use cemento Loctite en los hilos, atornille el disco de referencia a uno de los orificios de anclaje de expansión roscados hasta que quede apretado en el anclaje.

5.Afloje las tuercas de seguridad del tornillo de presión de punta ovalada. Con la llave provista, retire el tornillo de presión hasta que no haga contacto con la superficie de referencia cuando el medidor está montado.

Nota: Un tornillo de presión es provisto para las instalaciones en las que se espera un 75% o más de incremento en el desplazamiento de la superficie de referencia en relación con el medidor de grietas. Cuando se usa el tornillo de presión de una pulgada, las tuercas de seguridad deben colocarse en la parte inferior del medidor, si el espacio lo permite.

6.Alinee el orificio roscado del lado del cable del medidor de grietas sobre el otro anclaje.

7.Deslice la rondana por el tornillo con cabeza y apriételo dentro del anclaje de expansión.

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Figura 19: Ensamblaje del medidor de grietas usando un disco de referencia y dos anclajes

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Figura 20: Ensamblaje del medidor de grietas con un solo anclaje y sin disco de referencia

8.Conecte el cable a la consola de lectura. Use el botón POS para seleccionar la posición E y el botón de MODO para seleccionar microdeformaciones (µε). La hoja de calibración indica las lecturas mínima y máxima recomendadas con base en los puntos de ajuste usados durante el proceso de calibración.

9.Ajuste a la posición cero girando el tornillo de precisión de punta ovalada hasta alcanzar la lectura deseada. La lectura cero correcta puede determinarse por lo siguiente:

■Si se espera que el tornillo de precisión en el extremo del medidor disminuya solamente en relación con el medidor 4150, ajuste la lectura cero cerca del desplazamiento de 0.0 mm, de acuerdo con la hoja de calibración (alrededor de 2000 dígitos).

■Si se espera que el tornillo de precisión en el extremo del medidor se incremente solamente en relación con el medidor 4150, ajuste la lectura cero cerca del desplazamiento de 25.4 mm, de acuerdo con la hoja de calibración (alrededor de 12000 dígitos).

■Para un movimiento desconocido o para ajustar el medidor en un rango medio, ajuste la lectura de cero entre el desplazamiento de 10.2 mm y 15.2 mm, de acuerdo con la hoja de calibración (alrededor de 7000 dígitos).  

Nota: Las sugerencias anteriores de lectura cero se dan asumiendo que los dos lados de la unión están en el mismo plano cuando se instala el instrumento. Si existe una discrepancia importante entre los dos lados, contacte a geokon para determinar si se requiere una solución personalizada.

10.Cuando se ajuste la lectura, apriete las tuercas de seguridad para asegurar el tornillo de precisión.

11.En áreas de tráfico intenso, el medidor debe ser protegido por una placa protectora.  Para más información, vea la Sección 3.2.

E.2Especificaciones

En la tabla siguiente se muestra una lista de especificaciones.   

Tabla 11: Especificaciones del medidor de grietas Modelo 4420-3

Notas:

¹ Depende del dispositivo de lectura; las cifras anteriores corresponden al dispositivo de lectura GK-404.

² La exactitud del sistema considera la histéresis, la no linealidad, la desalineación, las variaciones en el factor grupal y otros aspectos de la medición real del programa. La exactitud del sistema a 1.0% FS puede lograrse a través de la calibración individual de cada medidor de grietas.

E.3Termistor

Rango: -80 a +150 °C

Exactitud: ±0.5 °C

E.4Factor de corrección de la temperatura

Puede hacerse una pequeña corrección para cambios en la temperatura Conforme sube la temperatura, la lectura promedio del sensor bajará aproximadamente un dígito por °C. Para calcular el desplazamiento, corregido por la temperatura, use la siguiente ecuación.

D_corregido = G [(R₁ – R₀) + (T₁ – T₀)] 

 Ecuación 8: Desplazamiento, corregido por temperatura

El efecto de la temperatura mostrado anteriormente es para un medidor de grietas de perfil bajo que todavía no se ha instalado y es mínimo. El efecto real de la temperatura del instrumento instalado solo pueden ser estimadas empíricamente por mediciones de las deformaciones y la temperatura durante un periodo de tiempo corto.