УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСИЛИЙ В РАБОЧЕЙ АРМАТУРЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОГО СООРУЖЕНИЯ

Область техники
Полезная модель относится к области измерительной техники, а именно к устройствам для измерения усилий в рабочей арматуре железобетонных сооружений.
Уровень техники
Известно устройство для измерения усилий в рабочей арматуре, представляющее собой струнный измерительный преобразователь (СИП) силы, вваренный в разрез арматуры в процессе строительных работ до бетонирования [МИ 2661-2001. Методика выполнения измерений преобразователями силы типа ПСАС-ТМ-40. Свидетельство №001-103-00 об аттестации МВИ. ГП «ВНИИФТРИ»]. Погрешность измерений устройства находится в пределах 5÷10%. Для осуществления периодического контроля погрешности измерения СИП в соответствии с указанной выше методикой обнажают часть рабочей арматуры, приваривают к ней СИП линейных деформаций, перерезают рабочую арматуру, производят снятие и сравнение показаний СИП.
Недостатками данного устройства являются:
- сложность и продолжительность вваривания СИП в рабочую арматуру в процессе установки, так как эта процедура требует постоянного контроля температуры упругого элемента СИП, которая не должна превышать 100°С;
- высокая трудоемкость и низкая точность контроля погрешности измерений СИП при периодическом контроле.
Наиболее близким к предложенному решению является установка измерительного устройства как парного стержня к стержню рабочей арматуры [Датчики деформации арматурные SJ-7500. Описание типа средства измерений. Приложение к свидетельству №64505 об утверждении типа средств измерений. Номер средства измерений в Госреестре 66025-16]. Способы крепления: привариванием или вязальной проволокой к внешней поверхности рабочего арматурного стержня параллельно его продольной оси.
Недостатком этого устройства является его чувствительность к изгибным деформациям контролируемой арматуры и, как следствие, высокая погрешность измерений - до 15%.
Раскрытие и реализация полезной модели
Техническим результатом применения заявленного устройства является повышение точности измерений, в том числе при периодическом контроле погрешности измерений; упрощение работ по периодическому контролю погрешности измерений СИП и по замене неисправных СИП.
Устройство для измерения усилий в рабочей арматуре железобетонного сооружения содержит (см. фиг. 1): концы контролируемой арматуры 1; два дополнительных арматурных стержня 2, каждый их которых имеет площадь поперечного сечения равную  площади поперечного сечения арматуры 1; две металлические пластины 3; СИП 5; два крепежных элемента 4 (резьбовых или магнитных); кожух 6. Два арматурных стержня 2 приваривают с двух сторон от свободных концов контролируемой арматуры 1 в одной плоскости. Две металлические пластины 3, приваривают к арматурным стержням 2 перпендикулярно их осям, каждую на расстоянии  длины СИП 5 от ближайшего торца арматуры 1. Расстояние между продольными осями пластин равно длине СИП 5. СИП 5 крепят к металлическим пластинам 3 соосно рабочей арматуре 1 резьбовым или магнитным крепежным элементом 4. СИП 5 закрывают кожухом 6. Внешний вид заявленного устройства (без кожуха) представлен на фиг. 2.
Повышение точности измерений достигается исключением погрешности от изгиба за счет соосного с рабочей арматурой расположения датчика [Краткий курс лекций по сопротивлению материалов. Учебное пособие. Ю.Г. Барабаш. Из-во Алт. ГТУ. Барнаул 2010]. Упрощение работ по замене неисправных СИП и по контролю погрешности измерений СИП достигается за счет применения крепежных элементов вместо сварного соединения.
Для замены СИП его очищают от бетона, снимают кожух, освобождают СИП из обоих креплений, затем устанавливают в указанных креплениях новый прибор.
Для периодического контроля погрешности измерения СИП, установленного в заявленном устройстве, его очищают от бетона, измеряют значение выходного сигнала, затем освобождают СИП в одном из креплений и он занимает нулевое положение. После этого измеряют «нулевое» значение выходного сигнала. Измеренные значения «нуля» сравнивают со значением «нуля» полученном при метрологической аттестации СИП и на основании их разницы определяют исправность прибора. Для приведения СИП в рабочее положение его снова фиксируют крепежным элементом.
Таким образом, процедуры замены и периодического контроля погрешности измерения СИП значительно упрощены по сравнению с приведенным аналогом при сохранении высокой точности измерений, которой не обладает прототип.