Установка для экспериментальных исследований строительных конструкций
Полезная модель предназначена для экспериментальных исследований строительных конструкций при их динамическом нагружении. Непосредственно на исследуемом образце установлены первичные преобразователи измерительной информации. Данные испытаний с первичных преобразователей поступают в блок измерения и программного обеспечения. Блок измерения и программного обеспечения содержит две измерительные системы с манипуляторами и устройство синхронизации запуска эксперимента. Устройство синхронизации запуска эксперимента соединено с манипуляторами измерительных систем и непосредственно с грузосбрасывателем копровой установки. Запись информации измерительными системами производится одновременно со сбросом груза на исследуемый образец. Наличие двух измерительных систем позволяет при минимальном объеме памяти зарегистрировать в момент сброса груза информацию от многих первичных преобразователей, например, датчиков опорных реакций, датчиков силы, тензорезисторов, датчиков деформаций, месдоз, датчиков линейных перемещений, акселерометров. Повышенная информативность об исследуемом объекте непосредственно в момент сброса груза повышает точность исследований строительных конструкций при динамических испытаниях. 1 н.з. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована для регистрации данных при проведении динамических испытаний строительных конструкций.
Известен цифровой магнитный регистратор «К60». Данная система описана в книге В.А.Зайка «Цифровая регистрация и экспресс-анализ в натурном эксперименте», Минск; Наука и техника, 1988, стр.9. Он содержит: первичные преобразователи измерительной информации на исследуемом объекте и измерительную систему, состоящую из коммутатора, аналого-цифрового преобразователя, формирователя кодовых слов, формирователя кадра, формирователя сигналов записи и ленто-протяжного механизма с блоком магнитных головок.
Данный регистратор не позволяет обеспечить синхронизацию запуска в составе экспериментальной испытательной установки, имеет менее надежные носители информации и низкую оперативность процесса обработки полученных данных.
Известна машина испытательная для механических испытаний строительных материалов на сжатие по заявке РФ на изобретение №2003115049, опубликованная 27.12.2004, бюл №36, включающая нагружающее устройство, систему управления процессом нагружения и измерения силы, состоящую из ЭВМ, первичного преобразователя - датчика силы, вторичного преобразователя сигналов от датчика силы - блока измерения и программного обеспечения. Датчик измерения выполнен из двух плит, одна их которых является нижней подвижной плитой нагружающего устройства, а другая соприкасается с испытуемым объектом. Между этими плитами равномерно расположена группа метрологически идентичных и
механически и электрически независимых тензоэлектрических преобразователей силы (первичных преобразователей).
Данная установка применима для статических испытаний в результате которых ЭВМ вычисляет степень неравномерности распределения нагрузки по поверхности испытываемого образца и предел прочности на сжатие. Однако она не может быть использована для динамических испытаний строительных конструкций.
При испытаниях на кратковременное динамическое воздействие испытательной конструкции временной интервал от момента начала приложения действия нагрузки до момента разрушения испытательного образца составляет от 20-50 мс и должен быть синхронизирован с грузосбрасывателем. Учитывая что, частота опроса измерительной станции для обеспечения необходимой информативности составляет десятки-сотни килогерц, формируются значительные многоканальные массивы сигналов первичных преобразователей измерительной информации, следовательно, они должны быть минимизированы.
Технический результат, позволяющий решить эту задачу, заключается в повышении точности исследований за счет синхронизации запуска измерительных систем (не пропустить событие) и сброса испытательного груза, а также минимизации затрат памяти записывающего устройства блока измерения и программного обеспечения, необходимой для фиксации и хранения информации о процессе разрушения испытательного образца.
Технический результат достигается следующим образом.
Общим с прототипом является то, что установка для экспериментальных исследований строительных конструкций, включает в себя: нагружающее устройство, первичные преобразователи измерительной информации и блок измерения и программного обеспечения, к которому подключены первичные преобразователи измерительной информации.
В отличие от прототипа все первичные преобразователи измерительной информации установлены непосредственно на исследуемом
образце, в качестве нагружающего устройства использована копровая установка, а блок измерения и программного обеспечения выполнен из двух измерительных систем, каждая со своим манипулятором, и снабжен устройством синхронизации записи эксперимента в виде узла гальванической развязки измерительных систем, к которому подключены оба манипулятора, и которое непосредственно соединено с грузосбрасывателем копровой установки для записи в измерительные системы измерительной информации с первичных преобразователей одновременно со сбросом груза на исследуемый образец.
В качестве первичных преобразователей измерительной информации могут быть использованы датчики опорных реакций, датчики силы, тензорезисторы, датчики деформаций, месдозы, датчики линейных перемещений, которые соединены с одной из измерительных систем, и акселерометры, подключенные ко второй измерительной системе.
В качестве измерительных систем целесообразно использовать универсальный мобильный многоканальный измерительный комплекс для регистрации и анализа измерительных данных MIC-400D и мобильный цифровой регистратор-анализатор для динамических процессов MIC-300M.
Данная установка для испытания строительных конструкций позволяет синхронизировать (запустить одновременно) измерительные системы и произвести сброс грузосбрасывателем испытательного груза копровой установки по команде на запуск эксперимента. Таким образом синхронизация дает возможность получить данные с наименьшим разрывом во времени в измерительных системах, что позволяет с высокой точностью сопоставить показания первичных преобразователей измерительной информации, зафиксированные в обоих измерительных системах. Выполнение устройства синхронизации запуска эксперимента на основе узла гальванической развязки существенно повышает помехоустойчивость процесса запуска эксперимента, что в свою очередь повышает безопасность проведения процесса испытаний. Получаемые данные о процессе разрушения
экспериментального образца (файлы) занимают минимальный объем памяти в измерительных системах, за счет синхронизации запуска измерительных систем и сброса испытательного груза. Использование двух измерительных систем существенно расширяет функциональные возможности процесса проведения эксперимента в том, что появляется возможность подключить любой из известных типов датчиков и в достаточном количестве. Установка для экспериментальных исследований строительных конструкций позволяет решать любые задачи связанные с разрушением исследуемых строительных конструкций с необходимой информативностью и минимумом затрат. Все это повышает точность исследования строительных конструкций.
Полезная модель пояснена чертежом, на котором приведена блок схема установки для экспериментальных исследований строительных конструкций.
Установка содержит блок измерения и программного обеспечения 1. Он состоит из двух измерительных систем 2, 3 и устройства синхронизации запуска эксперимента 4. В качестве измерительных систем могут быть использованы системы производства НПП «Мера»: MIC-300M (Мобильный цифровой регистратор-анализатор для динамических процессов) и MIC-400D (Универсальный мобильный многоканальный измерительный комплекс для регистрации и анализа измерительных данных). Измерительные системы 2, 3 связаны с устройством синхронизации запуска эксперимента 4, к которому также непосредственно подключен грузосбрасыватель 5. С устройством синхронизации запуска эксперимента 4 соединены два манипулятора типа «мышь», которые подключены к измерительным системам 2, 3. С устройства синхронизации запуска эксперимента 4 осуществляется одновременный запуск процесса записи данных в измерительные системы 2, 3 и активация грузосбрасывателя 5 с закрепленным на нем испытательным грузом 8. На исследуемом объекте 6 расположены первичные преобразователи измерительной информации 7, соединенные с измерительными системами 2, 3. Для одновременной записи данных курсор каждого из манипуляторов
наводится на окно записи в соответствующей измерительной системе 2 и 3, а затем через устройство синхронизации запуска эксперимента с помощью специальной кнопки подается команда на запуск эксперимента - производится отпускание испытательного груза 8 и запуск двух измерительных систем 2, 3. Начинается процесс записи сигналов первичных преобразователей измерительной информации 7 в память измерительных систем 2, 3. Испытательный груз 8 падает на испытываемый объект 6. Продолжительность записи устанавливается заранее. По окончании записи измерительные системы 2, 3 автоматически сохраняют полученные данные. Эти данные можно оперативно просмотреть и сохранить для последующего анализа.
1. Установка для экспериментальных исследований строительных конструкций, включающая нагружающее устройство, первичные преобразователи измерительной информации, блок измерения и программного обеспечения, к которому подключены первичные преобразователи измерительной информации, отличающаяся тем, что все первичные преобразователи измерительной информации установлены непосредственно на исследуемом образце, в качестве нагружающего устройства использована копровая установка, а блок измерения и программного обеспечения выполнен из двух измерительных систем, каждая со своим манипулятором, и снабжен устройством синхронизации запуска эксперимента в виде узла гальванической развязки измерительных систем, к которому подключены оба манипулятора, и которое непосредственно соединено с грузосбрасывателем копровой установки для записи в измерительные системы измерительной информации с первичных преобразователей одновременно со сбросом груза на исследуемый образец.
2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве первичных преобразователей измерительной информации использованы датчики опорных реакций, датчики силы, тензорезисторы, датчики деформаций, месдозы, датчики линейных перемещений, которые соединены с одной из измерительных систем, и акселерометры, подключенные ко второй измерительной системе.
3. Установка по п.2, отличающаяся тем, что в качестве первой измерительной системы использован универсальный мобильный многоканальный измерительный комплекс для регистрации и анализа измерительных данных MIC-400D, а в качестве второй измерительной системы - мобильный цифровой регистратор-анализатор для динамических процессов MIC-300M.
