Устройство для измерения углов наклона бетонного гидротехнического сооружения и его элементов

Полезная модель относится к области мониторинга безопасности гидротехнических сооружений и предназначена для наблюдения за вертикальными смещениями и наклонами бетонных гидротехнических сооружений и их элементов.
Известно устройство для измерения отклонения объекта в вертикальной плоскости, которое может быть использовано для контроля наклонов сооружения, например оптико-электронный маятниковый датчик уровня, содержащий маятник, излучатель света, ряд светоприемников, корпус, в схему которого дополнительно введены щелевая диафрагма, коммутатор, устройство сравнения, источник опорного напряжения, блок вычисления номера среднего из засвеченных светоприемников, блок вычисления линейного и углового смещений маятника, причем излучатель света и щелевая диафрагма расположены на маятнике, а ряд светоприемников - на корпусе симметрично относительно маятника на некотором расстоянии, выходы светоприемников соединены со входами коммутатора, а его выход соединен с первым входом устройства сравнения, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, выход устройства сравнения через блок вычисления номера среднего из засвеченных светоприемников соединен со входом блока вычисления линейного и углового смещений маятника (патент РФ №2478186, МПК: G01С 9/12, опубл. 27.03.2013 г.).
К недостаткам аналога относится то, что при помощи этого устройства можно определить только наклон сооружения, тогда как для полной оценки деформаций сооружения или его элемента необходимо знать вертикальные смещения.
Известно устройство для измерения вертикальных смещений и наклонов сооружений, например балочный инклинометр S700TL10, состоящий из сферического алюминиевого корпуса с однокоординатным магниторезистивным датчиком угла наклона, алюминиевой балки квадратного сечения стандартной длины 1, 2 или 3 метра, с приваренными к ее торцам проушинами с отверстиями: одно в виде правильной окружности, второе в виде паза, размещенного горизонтально (балочный инклинометр S700TL10, компании SisGeo, Италия, Интернет ресурс: http://www.sisgeo.com/products.html).
Длину алюминиевой балки определяют конкретным применением балочного инклинометра. Датчик угла наклона может быть настроен на проведение измерений в диапазоне 180°, обеспечивая регистрацию данных как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости. При горизонтальной установке устройства производится измерение угла наклона и вертикального смещения (оседание и вспучивание), при вертикальной установке угол наклона и боковое смещение (сближение).
По наибольшему количеству сходных признаков и достигаемому при использовании результату данное техническое решение выбрано в качестве прототипа заявляемой полезной модели.
К основным недостаткам прототипа относится то, что алюминиевая балка подвергается влиянию температурной деформации при размещении на больших бетонных сооружениях, что снижает точность измерений. Кроме того, прототип имеет слишком большой диапазон и низкую точность измерений датчика, которые не соответствуют установленным требованиям к измерению углов наклона: ±20''.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является повышение точности измерений углов наклона гидротехнического сооружения и его элементов и компенсации температурной деформации.
Для достижения указанного технического результата в устройстве для измерения углов наклона бетонного гидротехнического сооружения и его элементов, содержащем балку для установки на ней датчика наклона и проушины с отверстиями, расположенные в торцах балки, для крепления устройства на поверхности сооружения, одно из отверстий в форме правильной окружности, второе в форме паза, размещенного горизонтально, балка выполнена из стали, например двутавра 30, материал и конструкция которой позволяет значительно снизить влияние температурной деформации на проводимые измерения, на равном расстоянии от краев верхней поверхности балки болтами прикреплены специальные крепежные калибровочные узлы, конструкция которых позволяет выполнять калибровку датчика наклона и его установку в нулевое положение непосредственно на объекте, что позволяет повысить точность измерения углов наклонов сооружений и их элементов.
Отличительными признаками предлагаемой полезной модели является наличие стальной двутавровой балки (двутавр 30, ГОСТ 8239-89), а также специальных крепежных калибровочных узлов и проушин, прикрепленных сверху на равном расстоянии от концов балки.
Благодаря наличию этих признаков повышается точность измерений наклонов высоконапорных гидротехнических сооружений и снижается влияние температурной деформации на результаты данных измерений.
Предлагаемое устройство иллюстрируется чертежом, представленным на фиг. 1, и фотографиями на фиг. 2 и 3.
На фиг. 1 показана схема устройства.
На фиг. 2 - балка двутавровая стальная.
На фиг. 3 - специальный крепежный калибровочный узел.
Устройство для измерения углов наклона бетонного гидротехнического сооружения и его элементов содержит анкер 1, специальный крепежный калибровочный узел 2, проушину 3 с отверстием в виде правильной окружности, балку 4, датчик наклона 5, проушину 6 с отверстием в форме паза.
Устройство работает следующим образом.
Балку 4 подвешивают на жестко закрепленные в сооружении анкеры 1 с помощью проушин 3 и 6. Датчик наклона 5, установленный на поверхности балки 4, калибруется и выводится в нулевое положение с помощью винтов специального крепежного калибровочного узла 2, после чего измеряют угол наклона сооружения. Проушина 6 дает балке свободу продольных перемещений при температурных деформациях. Снятие показаний с датчика проводится в ручном режиме.
Таким образом, практическое использование предлагаемого устройства позволяет измерять наклоны гидротехнических сооружений и их элементов, избежать влияния температурных деформаций на результаты измерений.