Patent UA-146626-U (UA)
Title: Спосіб безконтактного вимірювання переміщень, частоти та амплітуди коливань елементів несучих конструкцій
Filed: 2021-01-06
Abstract: Спосіб безконтактного вимірювання переміщень, частоти та амплітуди коливань елементів несучих конструкцій включає вимірювання та реєстрацію лазерного випромінювання оптичною системою з використанням лазерного модуля, екрана, відеокамери, об'єктива та персонального комп'ютера з програмним забезпеченням. Для цього перший лазерний модуль жорстко закріплюють на середині горизонтально розміщеного на опорах елемента несучої конструкції, встановлюють екран під кутом до напрямку поширення лазерного променя і перпендикулярно до оптичної осі об'єктива відеокамери, формують лазерним променем на екрані, на якому нанесені мітки, світлову плямку, і за допомогою відеокамери реєструють перше зображення екрана, сформоване об'єктивом на фоточутливій матриці відеокамери, та зберігають його в комп'ютері. Далі прикладають до елемента несучої конструкції навантаження та реєструють друге зображення екрана і також зберігають його в комп'ютері, визначають масштаб зареєстрованих зображень за відстанню між мітками, нанесеними на екрані, проводять їх бінаризацію, і за допомогою програмних засобів визначають координати центрів світлових плямок на зареєстрованих зображеннях, розраховують різницю цих координат та визначають вертикальні переміщення середини елемента несучої конструкції. При цьому відеокамеру з об'єктивом розташовують за екраном і між ними встановлюють інтерференційний світлофільтр, полоса пропускання якого узгоджена з довжиною хвилі випромінювання лазерних модулів, та закривають простір між екраном і відеокамерою захисним непрозорим пило- та вологонепроникним кожухом. При цьому площину екрана розміщують відносно вертикалі під кутом від 0о до менше 90 , а відносно напрямку поширення лазерних променів під кутами від більше 0, до менше 180°, а на елементі несучої конструкції між опорами, зліва і справа на заданій відстані від першого лазерного модуля, встановлюють додаткові лазерні модулі, які мають таку ж довжину хвилі випромінювання що і у першого лазерного модуля, та скеровують їх випромінювання під довільним кутом відносно вертикалі в межах більше 0° і менше 180° на екран, формують за допомогою додаткових лазерних модулів на екрані мінімум ще дві світлові плямки, проводять фільтрацію зареєстрованих зображень екрана перед їх бінаризацією, після чого визначають координати центрів всіх світлових плямок на першому та другому відфільтрованому і бінаризованому зображеннях, визначають кут нахилу площини екрана відносно вертикалі та відстані між лазерними модулями і опорами балки. За цими даними розраховують горизонтальні та вертикальні переміщення елемента несучої конструкції у кожній точці, де встановлені лазерні модулі, а також установлюють місце розташування і величину максимального прогину осі елемента несучої конструкції між опорами за розрахованими значеннями горизонтальних і вертикальних переміщень елемента несучої конструкції, багаторазово повторюючи описані вище дії, визначають частоти і амплітуди коливань елемента несучої конструкції у кожній точці, де встановлені лазерні модулі, аналізують отриману інформацію та оцінюють технічний стан елемента несучої конструкції.