Tại sao lại chọn giải pháp đo độ giãn dài không tiếp xúc?

Kiểm tra dây thừng có tính chất nổ khi bị đứt. Bất kỳ hệ thống đo lường nào tiếp xúc trực tiếp với dây thừng đều phải đủ chắc chắn để chịu được sự đứt gãy mạnh mẽ. Điều này khiến hệ thống đo lường sẽ nặng hơn và nếu dây thừng bị căng đứt có thể văng ra rất mạnh gây nguy hiểm. Tinius Olsen cung cấp giải pháp không tiếp xúc tối ưu để giải quyết thách thức trên.

Tiếp cận trong kiểm tra dây thừng

Khi tiếp cận bất kỳ ứng dụng nào, điều quan trọng là phải biết các thông số của thử nghiệm. Thử nghiệm dây thừng cũng không ngoại lệ.
Khi thử nghiệm dây thừng, cần biết các thông tin sau:

• Đường kính dây thừng
• Chiều dài dây thừng
• Chiều dài đo (Gauge length)
• Tổng độ giãn dự kiến
• Vật liệu của dây thừng

Những thông số này sẽ quyết định vị trí của camera và kích thước mục tiêu cần đo.

Dây thừng thường “tương đối” dài và mảnh. Do đó, tốt nhất nên sử dụng chiều dài lớn nhất của cảm biến theo hướng dịch chuyển.

Sơ đồ nguyên lý của thiết lập thử nghiệm

Dưới đây là sơ đồ gắn nhãn của một thử nghiệm dây thừng, hiển thị vị trí camera của video extensometer so với mẫu thử.

Các khía cạnh quan trọng cần lưu ý

Khi kiểm tra dây thừng, điều quan trọng là phải hiểu và nhớ rằng:

• Giả định rằng một đầu dây thừng được cố định trong suốt quá trình thử nghiệm và đầu kia được cho phép di chuyển.
• Trước khi đạt đến chiều dài đo (gauge length), sẽ có sự dịch chuyển và giãn dài. Do đó, độ biến dạng tối đa mà bạn có thể đo được sẽ tăng lên khi bạn càng gần đầu cố định.
• Khi thiết lập chiều dài đo trên dây thừng, chiều dài này cần phải luôn nằm trong khung nhìn của camera. Tinius Olsen cung cấp hoặc có sẵn bảng tính Excel để hỗ trợ người dùng thiết lập thử nghiệm này một cách trực quan và số học.
• Đường kính dây thừng sẽ ảnh hưởng đến số lượng pixel trong hình ảnh. Có thể cần phải đánh dấu phản quang vào dây thừng để tăng chiều rộng của nó đến kích thước phù hợp

Các dải đánh dấu này nên là các dải mờ, mỗi dải có đường kính khoảng 20 pixel.

Ví dụ thử nghiệm

• Chiều dài dây thừng: 4000mm, đường kính 75mm
• Chiều dài đo (Gauge length): 1500mm
• Biến dạng khi đứt: 6,25%

Vị trí camera

• Với các phép đo dựa trên camera, sự dịch chuyển ngoài mặt phẳng có thể ảnh hưởng đến kết quả đo. Thiết bị đo độ giãi dài video TO Video Extensometer quản lý điều này đến mức không đáng kể, tuy nhiên, nên đặt camera ở khoảng cách hợp lý với dây thừng để đảm bảo an toàn và tránh việc đặt camera gần điểm đứt gãy mạnh.
• Càng đặt xa camera, vùng quan sát (FOV) càng lớn. Ví dụ: một camera 5MP và ống kính 12mm đặt ở khoảng cách khoảng 2650mm từ dây thừng sẽ tạo ra vùng quan sát khoảng 1850 x 1550mm.
• Khuyến nghị lắp đặt camera trong hộp bảo vệ, ngay cả khi không dự định thử nghiệm đến mức gây hỏng. Điều này không ảnh hưởng đến hiệu suất của video extensometer.
• Camera cần được đặt theo phương ngang (roll), và khung giá đỡ nên có khả năng điều chỉnh góc để hỗ trợ căn chỉnh (pitch).
• Trục quang học cần phải vuông góc với dây thừng.
• Trục quang học nên được lệch 100mm từ trung tâm của chiều dài đo để dễ dàng căn chỉnh mục tiêu.

Dải đánh dấu

• Do tính chất nổ của sự đứt gãy, nên sử dụng các dải đánh dấu trọng lượng nhẹ, có thể dùng tạm thời.
• Dải đánh dầu gồm các dải với cạnh đen trắng mờ.

Ví dụ

• 9 dải, với cạnh mờ (bốn dải đen và năm dải trắng).
• Chiều rộng của dải đánh dấu = 100mm.
• Dải đánh dấu được gắn cách nhau 1500mm.
• Dải đánh dấu được gắn đối xứng quanh tâm của dây thừng.

Vị trí tối ưu của camera và ánh sáng so với dây thừng

Camera cần được đặt sao cho ánh sáng đủ để đảm bảo hình ảnh rõ ràng và đảm bảo quá trình đo không bị ảnh hưởng bởi ánh sáng kém hoặc bóng tối từ các thiết bị xung quanh.

Điểm quan sát

Khi máy thử nghiệm có tấm chắn bảo vệ, cần có một khe để quan sát dây thừng. Khe này phải có chiều rộng và chiều dài phù hợp.

Phản quang

• Đảm bảo ánh sáng lan tỏa đều trên các dải đánh dấu. Hệ thống Tinius Olsen không yêu cầu ánh sáng đặc biệt như màu đỏ hay màu khác.
• Tùy thuộc vào chiều dài của mẫu dây thừng, có thể cần hai đèn, mỗi đèn đối diện với một vị trí đánh dấu
• Đèn nên có dạng dài, hình chữ nhật (giống như đèn tuýp), thay vì đèn điểm, và được trang bị lớp bảo vệ khuếch tán.
• Khuyến nghị sử dụng đèn LED hoặc đèn có tần số cao để loại bỏ hiện tượng nhấp nháy.
• Đèn cần được đặt gần trục quang học của camera nhưng không cản trở vùng quan sát (FOV).

Hiệu suất hệ thống điển hình

• Tốc độ lấy mẫu: 9Hz (tối đa).
• Độ phân giải dịch chuyển: khoảng 10 micromet.
• Phạm vi biến dạng ở chiều dài đo 1,5m: khoảng 0-10%.
• Độ phân giải biến dạng ở chiều dài đo 1,5m: khoảng 5 microstrain.

Nguồn: Tinius Olsen

Minh Khang là nhà phân phối và nhập khẩu trực tiếp các thiết bị đo độ giãn dài từ hãng Tinius Olsen tại thị trường Việt Nam.