Пристрій для вимірювання та оцінки напружено-деформованого стану транспортних споруд при змінних температурах і статичних та динамічних навантаженнях

Реферат: Пристрій для вимірювання та оцінки напружено-деформованого стану транспортних споруд при змінних температурах і статичних та динамічних навантаженнях, що містить аналоговоцифровий перетворювач (АЦП), комп'ютер та вимірювальний міст, причому за допомогою АЦП вимірюються деформації, спричинені механічними та температурними впливами не тільки у мостових конструкціях, але і у будь-яких транспортних спорудах. UA 93604 U (54) ПРИСТРІЙ ДЛЯ ВИМІРЮВАННЯ ТА ОЦІНКИ НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМОВАНОГО СТАНУ ТРАНСПОРТНИХ СПОРУД ПРИ ЗМІННИХ ТЕМПЕРАТУРАХ І СТАТИЧНИХ ТА ДИНАМІЧНИХ НАВАНТАЖЕННЯХ UA 93604 U UA 93604 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до діагностики транспортних споруд, які зазнають дії статичних та динамічних навантажень у тому числі і спричинених зміною температури навколишнього середовища. Проблематикою є те, що термін надійної експлуатації, встановлений для транспортних споруд вичерпується і, в результаті цього, виникає потреба у встановленні залишкового ресурсу їх надійної експлуатації та постійному контролі за змінами фізико-механічних характеристик їх матеріалу під час тривалої експлуатації. Тому доцільно забезпечити постійний моніторинг та контроль їх стану, а це вимагає розробки вимірювальних систем і пристроїв діагностування. Відомий пристрій контролю механічних напружень та деформацій в твердих середовищах, що містить послідовно з'єднані формувач сигналів збудження, підсилювач, атенюатор і послідовно з'єднані блок перетворення сигналів, вимірювач часових інтервалів, інтерфейс, блок автоматичного регулювання посилення, виходом підключений до другого входу атенюатора; формувач сигналів збудження входом з'єднаний із другим виходом інтерфейсу; входи-виходи блока діалогового введення-виводу й інтерфейсу з'єднані між собою шинами управління, даних та адреси. Пристрій містить також широкосмуговий підсилювач, перший вхід якого з'єднаний із виходом атенюатора, третій вхід з'єднаний із другим виходом блока автоматичного регулювання посилення, а вихід з'єднаний із першим входом блока перетворення сигналів, вихід якого з'єднаний із входом пристрою спостереження, вихід якого з'єднаний із входом формувача сигналів строба, вихід якого з'єднаний із другими входами пристрою спостереження, блока перетворення сигналів, широкосмугового підсилювача і вимірювачем амплітуди відбитого сигналу, перший вхід якого з'єднаний із виходом атенюатора і входом блока автоматичного регулювання посилення, а вхід-вихід шинами управління та команд з'єднаний із четвертим входом-виходом інтерфейсу, третій вхід-вихід якого шинами управління та команд з'єднаний із входом-виходом формувача сигналів строба, блока автоматичного регулювання посилення, формувача сигналів збудження і першим входом-виходом пристрою повороту та вибору ультразвукового перетворювача, другий вхід-вихід якого з'єднаний із другим входом-виходом спільного ультразвукового перетворювача поздовжньої та зсувної хвиль, першим входомвиходом з'єднаний із входом підсилювача і виходом формувача сигналів збудження, магнітопружний давач із пристроєм управління, вхід-вихід якого шинами управління та команд з'єднаний із шостим входом-виходом інтерфейсу, п'ятий вхід-вихід якого шинами управління та команд з'єднаний із вимірювачем часових інтервалів, перший вхід-вихід інтерфейсу шинами управління та команд з'єднаний із першим входом-виходом блока управління та контролю, другий вхід-вихід якого призначений для підключення комп'ютера (UA 71637, опубліковано 15.12.2004, Бюл. № 12). Недоліком даного пристрою є конструктивна та схемотехнічна складність, яка ще більше ускладнюється зі збільшенням каналів (точок) вимірювання. Відомий пристрій для вимірювання переміщень елементів інженерних конструкцій або споруд під дією навантажень, що містить штатив, нижню площадку, вертикальні направляючі, верхню площадку з консольною ділянкою, пружини нижнього ярусу, пружини верхнього ярусу, гігроскоп, теодоліт, сідло, відеокамеру, яка пов'язана з комп'ютером, джерело світла, лазер, з'єднувальні болти (UA 74779, опубліковано 12.11.2012, Бюл. № 21). Недоліком такого пристрою є вплив вібрації на результати вимірювання, значний час на підготовку його до роботи, можливість вимірювань тільки однієї точки споруди та не можливість оцінки деформацій, спричинених температурними впливами (наприклад, сонячною радіацією). Найбільш близьким до пристрою, який заявляється, є пристрій для вимірювання та оцінки напружено-деформованого стану мостових конструкцій при змінних температурах і навантаженнях (ВНДСМК), що містить аналогово-цифровий перетворювач (АЦП), комп'ютер та вимірювальний міст (UA 87550, опубліковано 10.02.2014, Бюл. № 3). Недоліком такого пристрою є ускладнене проведення вимірювання на інших транспортних спорудах крім мостових конструкцій. Технічна задача, яка вирішується корисною моделлю, що заявляється, полягає у прийнятті за результатами моніторингу транспортних споруд науково-обґрунтованих рішень щодо потреби у відновлювальному ремонті того чи іншого елемента, контролю поступового зниження несучої спроможності цих елементів конструкції, встановленні їх фактичного технічного стану та залишкового ресурсу. Суть корисної моделі полягає в тому, що в її основі лежить вимірювання деформацій за допомогою аналого-цифрового перетворювача (АЦП), та аналогового вимірювального моста тензометра. Перевагою пропонованої корисної моделі є те, що точність вимірювань, виконаних за її допомогою, не залежить від довжини з'єднувальних провідників та напруги джерела 1 UA 93604 U 5 10 15 живлення, за її допомогою можна оцінювати та враховувати у тому числі і спричинені температурними впливами на транспортні споруди. Графічна частина заявки пояснює суть корисної моделі, де на фіг. 1 зображено узагальнену структурну схему проведення процесу вимірювання, на фіг. 2 - реальну схему вимірювання. Корисна модель містить аналогово-цифровий перетворювач (АЦП), комп'ютер та тензометр. При проведенні вимірювань сигнал від тензометра 1 надходить на вхід АЦП 2, де визначаються параметри виміряного сигналу і засобами програмного забезпечення 5 виводяться на табло 3 та, з метою подальшого використання та опрацювання, накопичуються у пам'яті 4. Для забезпечення роботи вимірювальної схеми та АЦП використовується блок живлення 6. Реальна схема проведення вимірювань складається з персонального комп'ютера 7, який живить АЦП 2 та тензометр 1. Інформація з тензометра 1 передається на АЦП 2, а з нього на ПК 7, який у цьому випадку виконує функції інформаційного табло 3, накопичувача інформації 4 та програмного забезпечення 5. Впровадження даного пристрою не потребує значних фінансових затрат, а ефективність використання очевидна. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 Пристрій для вимірювання та оцінки напружено-деформованого стану транспортних споруд при змінних температурах і статичних та динамічних навантаженнях, що містить аналоговоцифровий перетворювач (АЦП), комп'ютер та вимірювальний міст, який відрізняється тим, що за допомогою АЦП вимірюються деформації, спричинені механічними та температурними впливами не тільки у мостових конструкціях, але і у будь-яких транспортних спорудах. 2 UA 93604 U Комп’ютерна верстка М. Шамоніна Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3