Устройство для контроля структурообразования смесей

 

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля и может быть использовано при контроле процессов структурообрззования смесей на минеральном вяжущем с помощью ультразвуковых колебаний . Цельрасширение области использований и повышение чувствительности волновода при исследовании кинетики процесса структурообразования смесей на минеральном вяжущем Устройство снабжено дополнительным блоком дискретного измерения амплитуды выходного сигнала генератора , электрически связанным с ним вольтметром, волновод имеет форму подковы в центральной его части, поперечное сечение которой выбрано из выражения, приведенного в формуле изобретения, 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s G 01 M 29/ОО

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTKPblTNHM

ПГИ ГКНТ СССР (21) 4892447/28 (22) 09.10.90 (46) 15,08.92. Бюл, ¹ 30 (71) Ташкентский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) A.И, Адылходжаев, В,И. Соломатов, A.È. Бек-булатов и Б.Г, Салихов (56) Авторское свлдетельство СССР № 1-39442. кл. С 01 М 29/00,1986.

Авторское свидетельство СССР № 1516948, кл, 6 01 М 29/ОО, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ СМЕСЕЙ (57) Изобретение относится к неразрушаюшим методам контроля и может быть исИзобретение относится к неразрушающим методам контроля и можЕТ быть использовано при контроле процессов структурообразования смесей на минеральном вяжущем с помощью ультразвуковых, колебаний.

Известно устройство для контроля качества строительных материалов, содержащее акустический волновод, на верхнем торце которого неподвижно установлен возбудитель колебаний, выполненный в виде крыльчатки. На другом конце волновода установлен приемник колебаний, соединенный со стрелочным индикатором, с возможностью перемещения вдоль волновода и имеющий с ним точечный контакт, крепежный механизм, генератор и частото-, мер.

Однако данное устройство имеет низкую точность измерения вследствие большой зависимости резонансной частоты и амплитуды принимаемого сигнала и в итоге величины акустического материала от усло,, SU„„ 1755 172A1 пользовано при контроле процессов структурообразованля смесей на минеральном вяжущем с помощью ультразвуковых колебаний. Цель — расширение области использования и повышение чувствительности волновода при исследовании кинетики процесса структурообразования смесей на минеральном вяжущем, Устройство снабжено дополнительным блоком дискретного измерения амплитуды выходного сигнала генератора, электрически связанным с нйм вольтметром, волновод имеет форму подковы в центральной его части, поперечное сечение которой выбрано из выражения. приведенного в формуле изобретения, 6 ил. вия сопрлкосновения-волйовода с исследуемым материалом, а также от качества его поверхности. Кроме того, недостатками также являются неудобство в работе, вызванное необходимостью перемещения металлической рамы с приемником колебаний, невозможность сохранения постоянства "условий контактирования сапфировой иглы с поверхностью волновода, что в результате не позволяет произвести сравнительнь|й анализ различных материалов по исследуемым характеристикам.

Известно также устройство для определения механических свойств твердь,х тел, содержащее ультразвуковой преобразователь, волновод, на торцовой поверхности которого уста но влен и реобразователь; генератор электрических импульсов, соединенный с преобразователем, второй ультразвуковой преобразователь, установленный на противоположной поверхности волновода и соединенный с усилителем и индикатором.

17551 Р2

Недостатком известного устройства является то, что его конструкция не позволлет следить за Откликом системы (волновод— исследуемый обьект) при изменяющихся амплитудах воздействия, что необходимо при исследовании вязкопластичных материалов: с изменяющимися характеристиками, !(роме того, преобразователи находятся в различных средах воздух — грунт, которые отрицательно влияют на результат измерения, Цель изобретЬ ИЯ -"расширение фун1<циональных возУГожностей устройства и повышение чувствительности волновода при контроле процесса структурообразования смесей на минеральном вяжущем.

Указанная цепь достигается тем, что устрОйстВО Длл 4<онтролЯ струKT)ipooápýÇÎBLIни я смесей, содержащее генератор ультразвуковых колебаний, электричес1<и соединенный с ульгразвуковым преобразо Вателем, установлен44ым HB Одной стооон= волновода, второй преобразователь ультразвуковых колеба44к4й, установленный на против положном конце вол новода и эле4.трически соеди44ен41ый4 с вольт-ампером, снабжено дополнительным блоком дискретнОГО изменения амплитуды ВыходнОГО сигнала генератора и электрически связанного с ним вольтметра, волновод имеет форму подковы в центральной его части, в качестве материала для изготовления волновода применяется нержавеющая стал-, например, марки:(14Г4Н, При выборе размеоов поперечногс сечения волновода необходимо соблюдать следу4ощие условия; для снижения влияния энергии вращенил

2 — — — :- 0,05; !

2 длл уменьшения паразитных продольных колебаний (8 —.10), h где! — длина стержня подковы;

x — радиус инерции сечения;

Л вЂ” длина BoRHbl ультразвукового колебгн4ия в стержне;

Ь вЂ” высота поперечного сечения; (Ь вЂ” ширина поперечного сечения,см, фиг, 6).

При обосновании конфигурации волновода исходят из Toro, чтобы избежать возникновения пристенного и приданного эффекта между в< и;4оводом и формой, а также искл,о4ить влилние размера заполнителей бетон-4ой смеси. В данном случае исследования проводили HB тяжелых бетонных смеслх с использованием крупного запол5 нителл фракции 5-10 мм в стандартной форме 100 х l00 х 100 мм.

На фиг, 1 представлена блок-схема устройства длл контролл структурообразованиря смесей; на фиг. 2-5 — зависимости

10 напряжения Ч на приемнике ультразвуко4 вых колебаний от времени I;, значенил величин А, г< В данный момент времени, а также зависимости А «Q от продолжительности процесс-. cTpyKTypoobpaBoBBI441e 1; на

15 фиг. 6 — выполненный образец Волновода, Устройство ДлЯ Ко ITpoлл структуоообразования смесей (фиг, 1) состоит из генератора 1 yflbrpaBByKcвых колебаний, блока 2, позволяю1цего дискретнО изменять ампли20 туду сигнала, подаваемого на ультразвукоВой излg ilBTBëь 3, ijlстановленный на ОДном

К011це подковоооразного вол новода 4, вольтметра 9, иэмеря1ощего амплитуду сигнала, подаваемого на излучатель ", приемника 7

25 ультразвуковых колебаний, установленного на Другом конце волновода 4, вольтметра 8, подсоединенного к приемнику 7, Устройство работает следующим образом.

30 Волновод 4 с закрепленными на нем ультразвуковыми преобразователями 3 и 7 устанавливаетсл в металлическую форму 5 со свежеуложенной смесью 6. В Вог4новоде

4, поме1ценном в исследуемый материал, с

35 помощью ультразвукового преобразователя 3 и генератора 1 электрических импульсов возбуждэютсл упругие поперечные коне6ания, амплитуда которых контролируе- ся э;ектронным вольтметром 9. С по40 мощью преобразователя 7 эти колебания фиксируются и подаются на электронный

Вольтметр 8, на KQTopoM фиксируется амплитуда г4ринимаемого с4игнала.

Дискретно увеличивал при помощи бло45 ка 2 амплитуду излучаемого генсратором 1 электрического сигнала, вольтметром 8 фиксиру;от амплитуду принимаемого сигнала.

Подоб14ые измеренил проводят несколько раз при увеличенных значениях амплитуды

50 через равные промежутки времени.

В результате того, что исследуемая гидратирующая система в процессе структурообразования с изменяющейся силой

55 воздействует на вибратор, амплитуда колебаний на резонансной частоте изменяется B

СООТВЕТСТВИИ С ПРОИСХОДЯЩИМ ПРОЦЕССОМ, также происходит изменение реакции системы на увеличение амплитуды колебаний, 1755172

По полученным данным строят зависимость (фиг, 2), отражающую изменение амплитуды нэ приемнике 7 колебаний во времени, Эта зависимость позволяет судить о наборе смесью структурной прочности, На фиг, 3 показана последовательность нахождения двух других характеристик (А и а), зависящих от напряжений Ч на излучателе 3 (фиг. 4) и от напряжения Ч на приемi нике 7 ультразвуковых колебаний (фиг. 1) в определенный момент времени. Затем строят две зависимости: А = f(t) (фиг, 4); a =

= f(t) (фиг. 5).

Сравнивая приведенные характеристики, полученные для данного вида смеси, с соответствующими характеристиками, полученными при исследовании других смесей, можно судить о технологии приготовления, рецептуре.гидратических систем, а также о процессе структурообразования.

Предлагаемое техническое решение по сравнению с известными позволяет с высокой точностью производить контроль процессов структурообразования минеральных вяжущих веществ, устанавливать закономерности формирования структуры гидратируемых материалов и прогнозировать свойства бетонов, Изобретение целесообразно использовать в научно-исследовательских и производственных лабораториях при производстве бетонов и растворов нэ минеральных вяжущих веществах.

Формула изобретения

Устройство для контроля структурообразования смесей, содержащее ультразвуковой преобразователь, волновод, 5 выполненный в виде пластины, на одной торцовой поверхности которого установлен преобразователь, генератор электрических импульсов, электрически соединенный с преобразователем, второй преобразова10 тель, установленный на противоположной стороне торцовой поверхности и последовательно соединенный с усилителем и индикатором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области использования и по15 вышения чувствительности волновода при исследовании кинетики процесса структурообразования смесей на минеральном вяжущем, устройство снабжено дополнительным блоком дискретного изменения ам20 плитуды выходного сигнала генератора, электрически связанным с ним вольтметром, волновод имеет форму подковы в центральной его части, поперечное сечение которой выбрано из условия

Х2 Л

<0,05, — >(8-10), 2

30 где! — длина стержня подковы; х — радиус инерции поперечного сечения; !

1-длина волны поперечных колебаний, возбуждаемых в волноводе;

h — e.ûñîTà поперечного сечения, 1755172

1755172

Редакто р А.Огар

Составитель 8,Кл очникова

Техред М.Моргентал . Корректор Л,Лукач

Заказ 2888 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета го изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Fi-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул,Гагарина, 101