Устройство контроля состояния конструкции здания или инженерно-строительного сооружения

Изобретение относится к области неразрушающего контроля, а именно к диагностике и мониторингу состояния конструкции зданий или других инженерно-строительных сооружений в процессе строительства и эксплуатации. Устройство содержит пункт контроля, компьютер, измерительные преобразователи, установленные в местах диагностирования конструкции, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), гидронивелиры с поплавками, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), блок сопряжения и блок связи компьютера с местной компьютерной сетью и Интернетом. Измерительные преобразователи, регистрирующие вертикальные перемещения, соединены с поплавками гидронивелиров и выполнены в виде индуктивных датчиков, выходы которых подключены на входы блока сопряжения. Управляющий вход блока сопряжения подключен на выход ЦАП, а адресный вход на компьютер. Компьютер имеет две двунаправленные шины, одна из которых связана с АЦП, а вторая - с ЦАП, и три однонаправленные шины, одна из которых является адресной шиной блока сопряжения, вторая связана с дисплеем, а третья - с блоком связи компьютера с местной компьютерной сетью и Интернетом. Технический результат заключается в увеличении измерительного диапазона взаимных смещений конструкций, снижении трудоемкости установки измерительных преобразователей и увеличении их помехозащищенности и температурной стабильности, а также в возможности осуществления мониторинга в автоматическом режиме с передачей данных по компьютерной сети. 1 ил.

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для мониторинга состояния конструкции здания или другого инженерно-строительного сооружения в процессе его эксплуатации.

В качестве ближайшего аналога для заявляемого устройства принято устройство для осуществления способа контроля состояния конструкции здания или инженерно-строительного сооружения, описанное в патенте на изобретение RU №2327105, МПК: G01B 7/16, опубл. 20.12.2007 г.

Устройство содержит пункт контроля в виде компьютера, датчики, размещенные в местах диагностирования конструкции, связанный с ними блок предварительной обработки сигналов и средства связи блока предварительной обработки сигналов с упомянутым компьютером. При этом блок предварительной обработки выполнен с возможностью опроса датчиков, приема и регистрации сигналов, содержащих измерительную информацию, и с возможностью сравнения упомянутой информации с заранее внесенными в его память фиксированными величинами.

Недостатком данного устройства являются: использование тензометрических датчиков, требующих трудоемкой и кропотливой работы по их наклейке на измерительные конструкции, низкая температурная стабильность показаний и высокий уровень помех, вызванные необходимостью усиливать полученный с датчиков сигнал до стандартного уровня для аналого-цифровых преобразователей, малый диапазон измеряемых смещений конструкций, обусловленный малой измерительной базой тензодатчиков, для увеличения которого требуется применение дополнительных элементов, например измерительных балок.

Предлагаемое изобретение направлено на увеличение измерительного диапазона взаимных смещений конструкций, снижение трудоемкости установки измерительных преобразователей и увеличение их помехозащищенности и температурной стабильности.

Для решения поставленной задачи предлагается устройство контроля состояния конструкции здания или инженерно-строительного сооружения, содержащее пункт контроля, компьютер, измерительные преобразователи, установленные в местах диагностирования конструкции, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), снабженное гидронивелирами с поплавками, цифроаналоговым преобразователем (ЦАП), блоком сопряжения и блоком связи компьютера с местной компьютерной сетью и Интернетом, при этом измерительные преобразователи, регистрирующие вертикальные перемещения, соединены с поплавками гидронивелиров и выполнены в виде индуктивных датчиков, выходы которых подключены на входы блока сопряжения, управляющий вход которого подключен на выход цифроаналогового преобразователя, а адресный вход - на компьютер, имеющий две двунаправленные шины, одна из которых связана с АЦП, а вторая - с ЦАП, и три однонаправленные шины, одна из которых является адресной шиной блока сопряжения, вторая связана с дисплеем, а третья - с блоком связи компьютера с местной компьютерной сетью и Интернетом.

Отличительной особенностью предлагаемого устройства от наиболее близкого технического решения является то, что оно снабжено гидронивелирами с поплавками, цифроаналоговым преобразователем (ЦАП), блоком сопряжения и блоком связи компьютера с местной компьютерной сетью и Интернетом, при этом измерительные преобразователи, регистрирующие вертикальные перемещения, соединены с поплавками гидронивелиров и выполнены в виде индуктивных датчиков, выходы которых подключены на входы блока сопряжения, управляющий вход которого подключен на выход цифроаналогового преобразователя, а адресный вход - на компьютер, имеющий две двунаправленные шины, одна из которых связана с АЦП, а вторая - с ЦАП, и три однонаправленные шины, одна из которых является адресной шиной блока сопряжения, вторая связана с дисплеем, а третья - с блоком связи компьютера с местной компьютерной сетью и Интернетом.

Применение жидкостных гидронивелиров с поплавками, связанными с индуктивными датчиками, увеличивает базу измерения относительных перемещений несущих элементов здания или сооружения.

Применение индуктивных датчиков перемещений с высоким уровнем выходного полезного сигнала позволяет непосредственно объединить выход датчика с АЦП без дополнительного усилителя. Это повышает помехозащищенность и температурную стабильность измерительной системы в целом.

Изобретение поясняется чертежом, где показана схема расположения сети гидронивелиров 1 с установленными внутри поплавками 2 датчиков уровней, содержащих ферромагнитные сердечники 3 и катушки индуктивности 4, связанные с блоком сопряжения 5, входными сигналами для которого являются сигнал с цифроаналогового преобразователя 7 и адресный сигнал, поступающий с компьютера 8, управляющего работой аналого-цифрового преобразователя 6, связанного по входу с блоком сопряжения 5 и управляющего работой цифроаналогового преобразователя 7, дисплея 9 и блока связи с компьютерной сетью и Интернетом 10.

Заявляемое устройство работает следующим образом.

Гидронивелиры 1, размещенные на несущих элементах здания или сооружения, заполняются жидкостью, на поверхности которой находятся поплавки 2, поддерживающие ферромагнитные тонкие стержни 3, которые перемещаются внутри индукционных катушек 4. При перемещении стержней 3, вызванных осадкой или подъемом элементов здания или сооружения, изменяется индуктивность катушки 4, что вызывает в блоке сопряжения 5 появление полезного сигнала, пропорционального перемещению стержня 3. С компьютера 8 по шине адреса поступает сигнал на выбор того или иного индукционного датчика. Компьютер 8 управляет работой цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 7, который генерирует прямоугольные импульсы управления работой всех индуктивных датчиков через блок сопряжения 5. С заданной компьютером 8 частотой опроса датчиков фиксируются через аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 6 текущие состояния всех выбранных по шине адреса датчиков гидронивелиров, вычисляются относительные перемещения несущих элементов здания или сооружения, которые сопоставляются с хранимыми данными в памяти компьютера 8. Обработанные компьютером 8 данные передаются в виде таблиц, рисунков и графиков на монитор 9 компьютера в ручном режиме работы с оператором, а также передаются в автоматическом режиме на пункт контроля через блок связи с компьютерной сетью и Интернетом 10.

Устройство контроля состояния конструкции здания или инженерно-строительного сооружения, содержащее пункт контроля, компьютер, измерительные преобразователи, установленные в местах диагностирования конструкции, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), отличающееся тем, что оно снабжено гидронивелирами с поплавками, цифроаналоговым преобразователем (ЦАП), блоком сопряжения и блоком связи компьютера с местной компьютерной сетью и Интернетом, при этом измерительные преобразователи, регистрирующие вертикальные перемещения, соединены с поплавками гидронивелиров и выполнены в виде индуктивных датчиков, выходы которых подключены на входы блока сопряжения, управляющий вход которого подключен на выход цифроаналогового преобразователя, а адресный вход - на компьютер, имеющий две двунаправленные шины, одна из которых связана с АЦП, а вторая - с ЦАП, и три однонаправленные шины, одна из которых является адресной шиной блока сопряжения, вторая связана с дисплеем, а третья - с блоком связи компьютера с местной компьютерной сетью и Интернетом.