Способ определения состояния подземной части железобетонных опор контактной сети


 


Владельцы патента RU 2574235:

Заруцкая Татьяна Алексеевна (RU)
Мрыхин Станислав Дмитриевич (RU)
Триллер Антон Александрович (RU)

Использование: для определения состояния подземной части железобетонных опор контактной сети. Сущность заключается в том, что возбуждают собственные колебания опоры, воздействуя на опору ударным импульсом в зоне раздела подземной и надземной частей, а о состоянии подземной части опоры судят по зависимости частот и энергий колебаний от времени из получаемой спектрограммы, сравнивая спектрограмму с эталонными спектрограммами для остродефектной, дефектной и нормальной опор данного типа. Технический результат: повышение надежности и достоверности контроля состояния подземной части опор.

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю, а именно к акустическим методам неразрушающего контроля, и может найти применение для определения состояния подземной части железобетонных опор контактной сети электрифицированных железных дорог.

Опоры контактной сети являются ответственными элементами системы электроснабжения электрифицированных железных дорог. От состояния опор зависит бесперебойное электроснабжение и безопасность движения поездов.

Железобетонные опоры контактной сети в условиях эксплуатации под действием различных факторов разрушаются. Наиболее опасны повреждения подземной части опор, так как их очень трудно обнаружить без откопки опор. Поиск дефектов с применением откопки и приборов является трудоемким процессом и не позволяет заблаговременно выявлять дефекты и разрушения подземной части опоры.

Известен способ [1] (Указания по техническому обслуживанию и ремонту железобетонных опорных конструкций контактной сети. М.: Транспорт, 1989, стр.43-47), в соответствии с которым возбуждают собственные низкочастотные колебания опоры, измеряют изменения амплитуды затухающих колебаний со временем и вычисляют логарифмический декремент колебаний, по величине которого, сравнивая его с нормированным, судят о состоянии подземной части опоры.

Известен [2] «Способ определения состояния подземной части железобетонных опор контактной сети» (Куликов В. А., Калинчук Ф.А., Буткевич Л.М, Санников Д.A. RU 2262691. опубл. 20.10.2005), который включает возбуждение свободных колебаний опоры, например, ударом по опоре массивным (массой не менее 3 кг) резиновым молотком со свинцовым сердечником и определение их частотного спектра, отличающийся тем, что в спектре частот колебаний выделяют четыре диапазона - 10-25 Гц (диапазон 1), 25-50 Гц (диапазон 2), 50-150 Гц (диапазон 3) и 600-750 Гц (диапазон 4), определяют в каждом из них основную частоту колебаний (т.е. частоту, имеющую в выбранном диапазоне максимальную амплитуду), ее коэффициент затухания или логарифмический декремент колебаний и разность энергий колебаний Е2-Е3, где Е2 - энергия колебаний в диапазоне 2, Е3 - энергия колебаний в диапазоне 3 (энергия колебаний в диапазоне пропорциональна сумме квадратов амплитуд всех колебаний, имеющих частоту в пределах выбранного диапазона), а о состоянии подземной части опор судят по этим характеристикам, сравнивая их с нормированными, полученными на бездефектных (эталонных) опорах.

Для возбуждения колебаний опор применяют массивный (3 кг) резиновый молоток со свинцовым сердечником, позволявший возбудить колебания опоры в широком диапазоне частот. Удары наносят закругленной стороной молотка выше места установки датчиков прибора на уровне 2,2-2,5 м от поверхности грунта.

По технической сущности способ [2] наиболее близок к предлагаемому и поэтому выбран нами в качестве прототипа.

Достоверность способа [2] выше, чем [1], однако вследствие того, что высокочастотные и низкочастотные колебания возбуждаются в надземной части, то основные частоты колебаний, их коэффициенты затухания или логарифмические декременты колебаний и разность энергий колебаний в указанных диапазонах определяются качеством бетона в надземной части (там, где производится удар молотком), а не в подземной части. Соответственно достоверность оценки состояния подземной части опоры при таком способе недостаточна.

Для повышения достоверности оценки состояния подземной части опор предлагается способ, включающий возбуждение собственных колебаний опоры, отличающийся тем, что для возбуждения колебаний на опору воздействуют ударным импульсом в зоне раздела подземной и надземной частей опоры, а о состоянии подземной части опоры судят по зависимости частот и энергий колебаний от времени из получаемой спектрограммы, сравнивая спектрограмму с эталонными спектрограммами для остродефектной, дефектной и нормальной опор данного типа.

При таком способе возбуждения колебаний опоры под действием ударного импульса в зоне раздела подземной и надземной частей (в зоне раздела сред) упругой деформации подвергается подземная часть опоры. После ударного импульса возникают собственные колебания подземной части опоры, которые анализируются с помощью спектрограммы. На спектрограмме дается трехмерная зависимость частоты и энергии колебаний от времени. Энергия колебаний градуируется цветом. Низкая энергия колебаний соответствует оранжевому цвету спектрограммы, средняя энергия - красному цвету, высокая энергия - коричневому цвету, высшая энергия - темно-коричневому цвету. Колебания с высшей энергией соответствуют собственной частоте упругих колебаний подземной части опоры в зоне удара. Сняв спектрограммы для опор данного типа с различной степенью дефектности подземной части получаем эталонные спектрограммы для остродефектной, дефектной и нормальной опор данного типа, которые используют для оценки дефектности проверяемой опоры.

Пример

Предлагаемый способ определения состояния подземной части опор был опробован на Туапсинской и Лиховской дистанциях электроснабжения структурных подразделений Северо-Кавказской дирекции инфраструктуры - структурного подразделения Центральной дирекции инфраструктуры - филиала ОАО «РЖД» на перегонах Кривековская - Индюк, Кривенковская - Греческий и ст. Миллерово.

Всего было обследовано 366 опор. Из них 2 опоры были забракованы как остродефектные, а 48 опор забракованы как дефектные. Контрольная откопка опор, визуальный контроль и измерения качества бетона подземной части с применением прибора УК1401 подтвердили брак указанных опор. При обследовании опор были получены эталонные спектрограммы для остродефектной, дефектной и нормальной опор проверенного типа.

Способ определения состояния подземной части железобетонных опор контактной сети, включающий возбуждение собственных колебаний опоры, отличающийся тем, что для возбуждения колебаний на опору воздействуют ударным импульсом в зоне раздела подземной и надземной частей, а о состоянии подземной части опоры судят по зависимости частот и энергий колебаний от времени из получаемой спектрограммы, сравнивая спектрограмму с эталонными спектрограммами для остродефектной, дефектной и нормальной опор данного типа.



 

Похожие патенты:

Использование: для определения толщины стенки трубопровода. Сущность изобретения заключается в том, что измеряют толщину стенки трубопровода как функцию от положения с использованием распространения ультразвука.

Использование: для контроля качества сварки металлических деталей. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют ультразвуковое зондирование деталей в окрестности сварки, прием и оценку отраженных ультразвуковых сигналов, при этом дополнительно оценивают отраженные ультразвуковые сигналы от структурных неоднородностей металла деталей в зоне термического влияния и настраивают чувствительность ультразвукового дефектоскопа относительно уровня этих сигналов.

Изобретение относится к области неразрушающего ультразвукового контроля изделий и используется при контроле качества продольных и кольцевых швов, а также контроле качества изделий.

Устройство относится к средствам для дистанционного контроля высоковольтного электрооборудования, находящегося под напряжением, и может быть применено в электроэнергетике.

Использование: для неразрушающего контроля дефектов. Сущность изобретения заключается в том, что посылают зондирующий электромагнитный сигнал на преобразователь, возбуждающий в контролируемом образце поверхностные акустические волны, при этом на преобразователь периодически подается зондирующий электромагнитный импульс, в котором частота дискретно меняется по линейному закону, производится измерение частотной зависимости комплексного коэффициента отражения S11 этого преобразователя ПАВ и последующее Фурье- преобразование полученной частотной зависимости, по которому можно определить местоположение и величину дефекта по амплитуде и задержке отраженных от него ПАВ, причем длительность зондирующего электромагнитного импульса выбирается таким образом, что измерения на каждой частоте ведется некоторое время, за которое ПАВ проходит расстояние большее, чем удвоенное расстояние между преобразователем и дефектом, частота заполнения электромагнитного импульса формируется с помощью цифрового синтезатора частоты.

Изобретение относится к способу изготовления снабженной полым профилем конструктивной детали из волокнистого композиционного материала (варианты). Техническим результатом данного изобретения является исключение операции дополнительной обработки заготовки конструктивной детали для закрытия открытых концов полого профиля и исключение отрицательного действия заглушки на испытание без разрушения материала заготовки конструктивной детали посредством ультразвука.

Изобретение относится к измерительной технике и представляет собой способ и устройство для обнаружения дефектов на поверхности ферромагнитных материалов и изделий.

(57) Использование: для ультразвукового контроля. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют формирование первого и второго измерительных каналов, содержащих пары генератор-приемник электроакустических преобразователей и смещенных в пространстве по оси движения, при этом центры акустических осей всех преобразователей располагают по одной линии в ряд так, что смещение между центрами приемников равно смещению между центрами генераторов, получают разностный сигнал с выходов указанных каналов и сравнивают уровень данного сигнала с браковочным уровнем, а о присутствии дефекта судят по падению уровня разностного сигнала.

Группа изобретений относится к текущему контролю вращающихся компонентов в центробежных насосах или в системах, их содержащих. Устройство контроля состоит из первого блока (1) и второго блока (9).

Использование: для автоматизированного ультразвукового контроля плоских изделий. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют сканирование плоских изделий ультразвуковым преобразователем в двух взаимно перпендикулярных направлениях: возвратно-поступательное поперек и дискретное прямолинейное вдоль контролируемого изделия.

Использование: для дефектоскопии изделий из титановых сплавов непосредственно после отливки с применением ультразвуковых волн для обнаружения внутренних дефектов. Сущность изобретения заключается в том, что обнаружение внутренних дефектов, содержащих изменение зернистости в затвердевшей структуре слитка, осуществляется с помощью ультразвука при добавлении элементов бора в различные титановые сплавы. Технический результат: обеспечение возможности минимизации помех ультразвуковых волн и, как следствие, обеспечение возможности обнаружения внутренних дефектов с высокой степенью достоверности. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области ракетной и измерительной техники и может быть использовано при выходном контроле на предприятии-изготовителе корпуса ракетного двигателя и входном контроле на предприятии-изготовителе твердотопливного заряда. Сущность: осуществляют зондирование контролируемой зоны сигналами ультразвуковых колебаний, регистрацию прошедших через указанную зону ультразвуковых колебаний, по параметрам которых судят о качестве адгезионного соединения в контролируемой зоне. При этом предварительно последовательно в каждую из зон манжетного раскрепления, смещенных относительно друг друга на 45-60°, вводят силовой элемент, посредством которого осуществляют перемещение каждой зоны раскрепляющей манжеты, примыкающей к вершине замка манжетного раскрепления, путем приложения нагрузки, обеспечивающей моделирование силового воздействия заряда на контролируемую зону. Технический результат: обеспечение достоверного определения состояния контролируемой зоны. 5 ил.

Изобретение относится к области определения одной из основных характеристик шумоизолирующих материалов - коэффициента их звукопоглощения. Способ оценки звукопоглощения волокнисто-пористых материалов заключается в измерении удельного сопротивления протеканию потоком воздуха RS и определении коэффициента звукопоглощения α на заданной частоте по регрессионным уравнениям, связывающим RS и α. Изобретение может быть использовано для оценки коэффициента звукопоглощения волокнисто-пористых материалов, а также пористых материалов с открытой системой пор. 23 ил., 3 табл.

Использование: для неразрушающего контроля качества сварных швов с использованием метода акустической эмиссии. Сущность изобретения заключается в том, что акустическое устройство обнаружения и определения местоположения дефектов в сварных швах содержит измерительный канал, включающий установленный на безопасном расстоянии от сварного шва преобразователь акустических сигналов, первый предварительный усилитель, полосовой фильтр, а также первый аналого-цифровой преобразователь, блок оперативного запоминания акустических сигналов и компьютер с монитором отображения выходных данных, при этом оно снабжено коммутатором, включенным между выходом преобразователя акустических сигналов и входом первого предварительного усилителя, первым амплитудным дискриминатором, соединенным с выходом первого аналого-цифрового преобразователя, вход которого подключен к выходу полосового фильтра, вход которого подключен к выходу первого предварительного усилителя, вторым амплитудным дискриминатором, причем выходы первого амплитудного дискриминатора соединены с соответствующими входами блока оперативного запоминания акустических сигналов и второго амплитудного дискриминатора, блоком записи эталонных сигналов, вход которого соединен с выходом второго амплитудного дискриминатора, блоком вычисления нормированных взаимно корреляционных функций и их максимальных значений. Технический результат: повышение помехозащищенности устройства и обеспечение возможности одностороннего доступа при использовании единственного преобразователя акустико-эмиссионных сигналов на стадии сбора данных и двух преобразователей на стадии определения местоположения дефектов. 2 ил.

Использование: для оперативной оценки результатов ультразвуковой (УЗ) дефектоскопии. Сущность изобретения заключается в том, что устройство отображения рельсового дефектоскопа содержит подсистему измерения, содержащую несколько акустических блоков, каждый из которых содержит несколько электроакустических преобразователей, соединенных с многоканальным ультразвуковым дефектоскопом, устройство отображения результатов ультразвуковых зондирований на дисплее в виде мнемонического изображения рельса с акустическими блоками, напротив каждого из которых расположены метки электроакустических преобразователей, содержащихся в соответствующем акустическом блоке, устройство автоматического обнаружения дефектов по результатам ультразвукового зондирования, обеспечивающего выделение на дисплее меток акустических блоков и электроакустических преобразователей, обнаруживших дефект, а также отображение сигналов от дефектов и местоположение дефектов на мнемоническом изображении рельса. Технический результат: обеспечение возможности отображения наглядным образом дефектов в контролируемом изделии. 2 ил.

Использование: для неразрушающего контроля изделий из ферромагнитных материалов. Сущность изобретения заключается в том, что электромагнитно-акустический преобразователь для контроля изделий из ферромагнитного материала содержит каркас из немагнитного материала, в котором закреплены узел подмагничивания и выполненные в виде последовательно разнесенных в пространстве решеток излучатель и приемник, при этом приемник размещен на обращенном к изделию полюсе постоянного магнита или электромагнита узла намагничивания, а излучатель размещен на держателе, закрепленном в корпусе, при этом шаг между синфазными проводниками приемника пропорционален длине возбуждаемой волны, а шаг между синфазными проводниками излучателя пропорционален удвоенной длине возбуждаемой волны. Во втором варианте исполнения приемник размещен между двумя обращенными к изделию магнитными полюсами различной магнитной полярности узла намагничивания. Технический результат: повышение достоверности контроля изделий из ферромагнитных материалов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Использование: для ультразвукового контроля изделия по всему сечению. Сущность: заключается в том, что на поверхность контролируемого изделия устанавливают систему пьезоэлектрических преобразователей, чередующих работу совмещенного и раздельного режимов излучения-приема ультразвуковых колебаний и, перемещая систему пьезоэлектрических преобразователей вдоль продольной оси контролируемого изделия, излучают в него наклонным пьезоэлектрическим преобразователем ультразвуковые колебания и регистрируют эхо-сигналы, отраженные от вертикальных, вертикально ориентированных, горизонтальных и горизонтально ориентированных стандартных и нестандартных отражателей (дефектов), расположенными в проекции плоскости распространения ультразвуковых колебаний в контролируемом изделии одним или множеством прямых пьезоэлектрических преобразователей, при этом излучение ультразвуковых колебаний в контролируемое изделие производится одним пьезоэлектрическим преобразователем с заданным углом ввода ультразвуковых колебаний, а прием эхо-сигналов одним или множеством прямых пьезоэлектрических преобразователей с углом приема эхо-сигналов 0° в одном цикле. Признаком регистрации отражателей в контролируемом изделии является одновременное срабатывание индикатора при превышении порогового уровня амплитуды эхо-сигналов отраженной дифракционно-продольной волны, возбужденных прошедшей преломленной трансформированной дифракционно-продольной волной, отраженной поперечной волны и отраженной трансформированной дифрагированной продольной волны, возбужденных прошедшей преломленной трансформированной поперечной волной, и ослабление амплитуды эхо-сигналов отраженной дифракционно-продольной волны, отраженных от противоположной параллельной поверхности ввода ультразвуковых колебаний и возбужденных прошедшей преломленной трансформированной дифракционно-продольной волной. Технический результат: повышение достоверности и точности контроля. 2 з.п. ф-лы, 20 ил., 1 табл.

Изобретение относится к способам оценки напряженно-деформированного состояния (НДС) и может быть использовано для определения механических напряжений и деформаций элементов сложных конструкций расчетно-экспериментальным методом. Сущность: осуществляют проведение прямых измерений напряжений в контрольных точках, определение НДС по результатам расчета методом конечных элементов с использованием результатов прямых измерений для корректировки расчетной схемы. Осуществляют выполнение прямых измерений именно методом акустоупругости, позволяющим определить не поверхностные, а усредненные по толщине стенки напряжения, и процедуру определения силовых граничных условий, действующих на каждый элемент сложной конструкции непосредственно по результатам прямых измерений напряжений с последующим выполнением уточняющего прочностного расчета. Технический результат: повышение достоверности расчетной оценки напряженно-деформированного состояния элементов сложных конструкций при выполнении расчета методом конечных элементов за счет определения силовых граничных условий расчетной модели по результатам измерения напряжений инструментальными методами.

Использование: для неразрушающего контроля литых корпусных деталей. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют секторное сканирование датчиком ФАР посредством качания луча с одновременным перемещением датчика ФАР по участку контроля сначала в поперечной, а затем в продольной плоскости в прямом и обратном направлении, причем направление перемещения датчика ФАР осуществляют в плоскости качания луча, проводят автоматическую запись результатов ультразвукового контроля совместно с записью координат перемещений датчика ФАР на поверхности участка контроля, посредством анализа записанных данных для каждого угла ввода секторного сканирования находят координаты ФАР на поверхности участка контроля, в которых амплитуда эхо-сигнала превышает уровень фиксации амплитуды эхо-сигнала, соответствующий дефекту, по найденным координатам на поверхности участка контроля и с учетом углов ввода секторного сканирования для каждой координаты, на которых определена максимальная амплитуда эхо-сигнала, определяют координаты точек в сечении отливки с амплитудой эхо-сигнала, превышающей уровень фиксации, причем условную протяженность дефекта определяют как расстояние между крайними положениями проекции определенных точек на плоскость сканирования. Технический результат: повышение достоверности выявления дефектов литых корпусных изделий. 4 ил.

Использование: для обнаружения и контроля дефектов изделий из металла. Сущность изобретения заключается в том, что металлическое изделие сканируют зондирующим сигналом, формирующимся передающим устройством, а возникающий в дефектном металлическом изделии сигнал принимают с помощью приемного устройства, при этом зондирующий сигнал формируют в виде 1-й гармоники сигнала, а в качестве отраженного от металлического изделия принимают 3-ю гармонику этого сигнала, возникающую в дефекте. Технический результат: повышение достоверности обнаружения дефектов. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх