Устройство для измерения деформации твердых тел



Устройство для измерения деформации твердых тел
Устройство для измерения деформации твердых тел
Устройство для измерения деформации твердых тел
Устройство для измерения деформации твердых тел

 


Владельцы патента RU 2612731:

Меркулов Алексей Иванович (RU)

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к устройствам для измерения деформации опор, находящихся под нагрузкой и может быть использовано для измерения и контроля деформации опорных элементов, предназначенных для магистральных газопроводов. Технический результат: повышение чувствительности и точности измерения, повышении эксплуатационной надежности и оперативности передачи данных измерений в том числе в условиях низких температур. Сущность: устройство содержит тензоизмерительные блоки с тензодатчиками, блок питания и аналого-цифровой преобразователь, электронный концентратор, блок ретранслятора. Каждый тензоизмерительный блок дополнительно содержит приемопередатчик, транзисторный ключ, микропроцессор и датчик температуры. Тензодатчики соединены с транзисторным ключом и с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен со входом микропроцессора, выход которого соединен с приемо-передатчиком. Датчик температуры соединен с микропроцессором. Тензоизмерительные блоки установлены друг от друга на расстоянии, обеспечивающем перекрытие зоны действия тензометрических блоков. Блок ретранслятора содержит приемо-передающий модуль, радиомодем, транзисторный ключ, импульсный источник питания, микропроцессор и температурный датчик. Выход приемопередающего модуля соединен с входом микропроцессора, выход которого соединен с радиомодемом. Другой выход микропроцессора соединен с транзисторным ключом, вход которого соединен с источником постоянного тока, а выход соединен с радиомодемом. Выход импульсного источника питания соединен с микропроцессором. Выходной канал радиомодема по радиоканалу соединен с электронным концентратором. 3 ил.

 

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к устройствам для измерения деформации опор, находящихся под нагрузкой, и может быть использовано для измерения и контроля деформации опорных элементов, предназначенных для магистральных газопроводов.

Известно устройство для измерения деформации бетонных опор, выполненное в виде ультразвукового тестера, при помощи которого обеспечивается измерение времени скорости распространения ультразвуковых волн. По полученному среднему значению времени распространения ультразвука в поперечном направлении и по его отношению к времени распространения в продольном направлении оценивают несущую способность опоры (Козлов В.Н. и др. «Указания по техническому обслуживанию конструкций контактной сети», М.: Трансиздат, 1966 г., с. 120).

Недостатком данного устройства является относительно низкая точность измерения деформации, сложность измерения в труднодоступных местах и низкая производительность при измерении протяженных участков размещения опор.

Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков является устройство для измерения деформации твердых тел, представляющее собой многоканальное тензометрическое устройство, содержащее средство для измерения деформации в виде тензодатчиков соединенных с блоком питания, аналого-цифровой преобразователь и балансировочное устройство в виде цифровой мостовой схемы с цифровыми потенциометрами и дифференциальными усилителями (патент РФ №2249190 по кл. G01L 1/22 от 27.03.2005 г.).

Недостатком данного устройства является относительно низкая чувствительность и точность измерения деформации в условиях пониженных температур, относительно низкие эксплуатационная надежность устройства при измерениях деформации и оперативность передачи данных на протяженных участках размещения опор.

При эксплуатации данных устройств в условиях низких температур (до -50°С) появляются температурные трещины в поверхностных слоях опор, ухудшающие состояние опор, снижая долговечность их эксплуатации и являются началом разрушения опор.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в повышении чувствительности и точности измерения, повышении эксплуатационной надежности и оперативности передачи данных измерений как в условиях умеренного климата, так и в условиях низких температур.

Поставленная задача решается за счет того, устройство для измерения деформации твердых тел, содержит тензоизмерительные блоки с тензодатчиками, блок питания, и аналого-цифровым преобразователь, снабжено электронным концентратором, и блоком ретранслятора, при этом каждый тензоизмерительный блок дополнительно содержит приемопередатчик, транзисторный ключ, микропроцессор и датчик температуры, тензодатчики соединены с транзисторным ключом и с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен со входом микропроцессора, выход которого соединен с приемо-передатчиком, датчик температуры соединен с микропроцессором, при этом тензоизмерительные блоки установлены друг от друга на расстоянии, обеспечивающим перекрытие зоны действия тензометрических блоков, а блок ретранслятора содержит приемо-передающий модуль, радиомодем, транзисторный ключ, импульсный источник питания, микропроцессор и температурный датчик, при этом выход приемопередающего модуля соединен с входом микропроцессора, выход которого соединен с радиомодемом, другой выход микропроцессора соединен с транзисторным ключом, вход которого соединен с источником постоянного тока, а выход соединен с радиомодемом, выход импульсного источника питания соединен с микропроцессором при этом выходной канал радиомодема по радиоканалу соединен с электронным концентратором.

На фиг. 1 представлена иллюстрация сети передачи данных от тензодатчиков.

На фиг. 2 представлена блок схема тензоизмерительного блока с тензодатчиками.

На фиг. 3 представлена блок схема ретранслятора.

Устройство для измерения деформации твердых тел содержит тензоизмерительный блок 1 с тензодатчиками 2, блок ретранслятора 3, и электронный концентратор 4.

Тензоизмерительный блок содержит блок питания 5, аналого-цифровой преобразователь 6, приемо-передатчик 7, транзисторный ключ 8, микропроцессор 9 и датчик температуры 10, тензодатчики 2 соединены с транзисторным ключом 8 и с входом аналого-цифрового преобразователя 6, выход которого соединен со входом микропроцессора 9, выход которого соединен с приемопередатчиком 7, датчик температуры 10 соединен с микропроцессором 9.

Блок ретранслятора 3 содержит приемо-передающий модуль 11, радиомодем 12, транзисторный ключ 13, импульсный источник питания 14, микропроцессор 15, температурный датчик 16 и источник постоянного тока 17, при этом выход приемопередающего модуля 11 соединен с входом микропроцессора 15, выход которого соединен с радиомодемом 12, другой выход микропроцессора соединен с транзисторным ключом 13, вход которого соединен с источником постоянного тока 17, а выход соединен с радиомодемом, выход импульсного источника питания 14 соединен с микропроцессором при этом выходной канал радиомодема 12 по радиоканалу соединен с электронным концентратором 4.

Устройство для измерения деформации твердых тел работает следующим образом.

Перед включением устройства, на опорах, (условно не показанных на фиг. 1), предназначенных для магистральных труб закрепляют тензодатчики 2 и устанавливают тензоизмерительные блоки 1.

Каждый тензоизмерительный блок содержит четыре тензодатчика. Тензоизмерительные блоки установлены друг от друга на расстоянии, обеспечивающим перекрытие зоны действия тензометрических блоков образуя узел передачи данных от узла к узлу по всей длине магистрального трубопровода (фиг. 1). Блок ретранслятора 3 размещают в конце узла передачи данных (фиг. 1).

При включении блока питания 5 тензоизмерительного блока 1 и через транзисторный ключ 8 подключаются тензодатчики 2, реагирующие на деформации сжатия, растяжения и сдвига опор.

Подключение тензодатчиков осуществляется один раз в час. Показания сигналов с тензодатчиков поступает на аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 6 выход которого соединен с микропроцессором 9. Измеренные данные передаются приемопередатчиком 7 по радиоканалу к блоку ретранслятора 3 на приемопередающий модуль 11 c передачей сигнала через микропроцессор 5 на радиомодем 12 и, соответственно, на электронный концентратор 4. Электронный концентратор «собирает» данные со всех узлов передачи данных с последующей передачей их в диспетчерскую по сети GSM модема или Ethernet или USB (если электронный концентратор непосредственно подключен к ЭВМ диспетчера

Связь измерительных модулей между собой осуществляется приемопередающим модулем 11, с обеспечением перекрытия зоны действия тензометрических блоков между собой, образуя узел передачи данных от узла к узлу по всей длине магистрального трубопровода, что позволяет при выходе из строя приемопередающего модуля автоматически сохранять передачу данных в ретранслятор, что в конечном итоге повышает эксплуатационную надежность устройства.

Температурный датчик 5 дает возможность определять температуру окружающей среды и скорректировать изменения показаний тензодатчиков.

Данное устройство позволяет повысить чувствительность и точность измерения деформации опор, эксплуатационную надежность и оперативность передачи данных измерений в условиях умеренного климата и низких температур (до -50°С).

Устройство для измерения деформации твердых тел, содержащее тензоизмерительные блоки с тензодатчиками, блоком питания и аналого-цифровым преобразователем, отличающееся тем, что оно снабжено электронным концентратором и блоком ретранслятора, при этом каждый тензоизмерительный блок дополнительно содержит приемо-передатчик, транзисторный ключ, микропроцессор и датчик температуры, тензодатчики соединены с транзисторным ключом и с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен со входом микропроцессора, выход которого соединен с приемопередатчиком, датчик температуры соединен с микропроцессором, при этом тензоизмерительные блоки установлены друг от друга на расстоянии, обеспечивающем перекрытие зоны действия тензометрических блоков, а блок ретранслятора содержит приемо-передающий модуль, радиомодем, транзисторный ключ, импульсный источник питания, микропроцессор и температурный датчик, при этом выход приемо-передающего модуля соединен с входом микропроцессора, выход которого соединен с радиомодемом, другой выход микропроцессора соединен с транзисторным ключом, вход которого соединен с источником постоянного тока, а выход соединен с радиомодемом, выход импульсного источника питания соединен с микропроцессором, при этом выходной канал радиомодема по радиоканалу соединен с электронным концентратором.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к средствам измерения относительной деформации. Сущность: тензопреобразователь содержит гибкую диэлектрическую подложку и, по крайней мере, четыре тензорезистора с токоподводящими дорожками, размещенных на одной стороне подложки с образованием сторон, по крайней мере, одного прямоугольника.
Использование: для исследования деформаций и напряжений в конструкциях опасных производственных объектов газо-, нефтехимической промышленности. Сущность: заключается в том, что наносят на поверхность детали хрупкое тензочувствительное пористое покрытие с фреоном, осуществляют отверждение покрытия, нагружение конструкции и определяют зону высвобождения газа фреона из пористого покрытия (лопаются пузырьки), используя газоанализатор, при этом в качестве хрупкого тензочувствительного пористого покрытия используют покрытие, выполненное из смеси, содержащей эпоксидную смолу, отвердитель ПЭП, газ фреон R-22 при следующем соотношении компонентов, мас.

Изобретение относится к измерению деформаций и может быть использовано при испытаниях изделий из хрупких материалов, например керамических обтекателей. Сущность: датчик измерения перемещения и деформации крепится жестким клеем на сухой поверхности односторонней липкой ленты с жесткой основой, закрепленной на поверхности исследуемой конструкции, при этом площадь липкой ленты выбирают из условия: Fe<<S1⋅τ1≤S2⋅τ2<S2⋅τ3, где Fe - максимальное значение силы реакции упругого элемента датчика измерения перемещения и деформации; S1 - площадь приклеивания датчика измерения перемещения и деформации; τ1 - величина сдвиговых напряжений, при которых наступает нарушение склейки жесткой основы липкой ленты с датчиком измерения перемещения и деформации; τ2 - величина сдвиговых напряжений, при которых наступает нарушение склейки липкой ленты с поверхностью объекта; τ3 - величина предельных сдвиговых напряжений, при которых происходит механическое разрушение поверхности объекта, например влагозащитного покрытия (ВЗП), или сколы на поверхности объекта и др., где τ2<τ3; S2 - площадь приклейки липкой ленты к поверхности объекта.

Изобретения относятся к измерительной технике, в частности к конструкции тензометрического датчика, системе определения его пространственного положения, способу определения его пространственного положения и измерительной системе с использованием тензометрического датчика.

Заявленные изобретения относятся к контрольно-измерительной технике, а именно к автоматическим средствам непрерывного мониторинга состояния конструкции стартового сооружения в процессе его эксплуатации.

Изобретение относится к автоматическим средствам периодического отслеживания состояния конструкции здания или инженерно-строительного сооружения в процессе его эксплуатации.

Изобретения относятся к приборостроению, в частности к контрольно-измерительной технике, а именно к автоматическим средствам непрерывного отслеживания состояния конструкций.

Изобретение относится к измерительной технике. Сущность: датчик подключают к высокоомной нагрузке RH>500 кОм, измеряют начальный разбаланс и выходной сигнал датчика при нормальной температуре t0, а также температурах t+ и t-, соответствующих верхнему и нижнему пределу рабочего диапазона температур.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при настройке тензорезисторной датчиковой аппаратуры с мостовой измерительной цепью по мультипликативной температурной погрешности.

Изобретение относится к измерительной технике. Датчик подключают к нагрузке Rн>500 кОм, измеряют начальный разбаланс и выходной сигнал при нормальной температуре t0, а также температурах t+ и t-, соответствующих верхнему и нижнему пределу рабочего диапазона температур.
Наверх