УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ЧАСТЕЙ КОНСТРУКЦИЙ СООРУЖЕНИЯ
ONSET OF BUILDING STRUCTURES PARTS DISPLACEMENT MONITORING DEVICE

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано в устройствах по определению возникновения перемещений конструкций сооружения относительно друг друга. Одним из возможных применений может быть сигнализация о появлении изменения взаимного пространственного расположения частей конструкций сооружения.
Известно устройство контроля состояния конструкций здания или инженерно-строительного сооружения [1], содержащее пункт контроля, компьютер, измерительные преобразователи, установленные в местах диагностирования конструкции, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), гидронивелиры с поплавками, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), блок сопряжения и блок связи компьютера с местной компьютерной сетью и Интернетом. Измерительные преобразователи, регистрирующие вертикальные перемещения, соединены с поплавками гидронивелиров и выполнены в виде индуктивных датчиков, выходы которых подключены на входы блока сопряжения. Управляющий вход блока сопряжения подключен на выход ЦАП, а адресный вход - на компьютер. Компьютер имеет две двунаправленные шины, одна из которых связана с АЦП, а вторая - с ЦАП, и три однонаправленные шины, одна из которых является адресной шиной блока сопряжения, вторая связана с дисплеем, а третья - с блоком связи компьютера с местной компьютерной сетью и Интернетом. Известное устройство и предлагаемое используют устройства для регистрации перемещения и компьютер для обработки информации.
Недостаток известного устройства состоит в том, что в известном устройстве используются измерительные преобразователи, регистрирующие вертикальные перемещения, являющиеся электронно-механическими устройствами, для обеспечения работы которых необходимо прокладывать провода, обеспечивающие электропитание и передачу информации, что затрудняет создание беспроводного устройства контроля возникновения перемещения конструкций сооружения, расположенного в удалении в сложно доступных местах.
Известна система мониторинга состояния трещин и стыков зданий и сооружений [2], содержащая датчик - индикатор часового типа, опоры на поверхности строительной конструкции на разных берегах трещины, введены принимающий радиомодуль и устройство регистрации, а в датчик введены реохорд и токосъемник, аналогоцифровой преобразователь, микроконтроллер, передающий радиомодуль, химический источник питающего напряжения, модуль «часы-будильник». Известное устройство и предлагаемое работают дистанционно, не используя провода для регистрации и передачи сигнала о перемещении.
Недостаток известного устройства состоит в том, что для обеспечения его работы необходимо следить за состоянием химического источника питания, при падении напряжения на химическом источнике питания система перестает функционировать.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству является фотоэлектрический способ измерения механических перемещений [3], который выбран в качестве прототипа. Известный способ характеризуется тем, что направляют световой поток излучателя через оптическую систему на позиционно-чувствительный фотоприемник, закрепленный на объекте, по выходному сигналу которого судят о перемещениях объекта, и отличается тем, что, с целью повышения точности измерений и ликвидации амплитудно-фазовых флуктуации светового луча, формируют оптической системой световой луч с сечением, обеспечивающим получение круглого светового пятна на поверхности позиционно-чувствительного фотоприемника, направляют его к плоскости светочувствительной поверхности позиционно-чувствительного фотоприемника под углом, при котором исключается попадание отраженного луча обратно в излучатель, отраженный от поверхности позиционно-чувствительного фотоприемника луч направляют на дополнительный фотоприемник, выходной сигнал которого используют для учета нестабильности интенсивности светового потока излучателя.
Недостаток известного способа состоит в том, что: в известном способе для обеспечения контроля возникновения перемещений в нескольких частях конструкции как системы необходимо использовать несколько световых излучателей и несколько позиционно-чувствительного фотоприемников.
В предлагаемом устройстве, используя узконаправленный поток излучения от лазера, который последовательно отражаясь от зеркал, установленных на контролируемых частях конструкций и корректирующего отражателя, попадает на светочувствительную матрицу, перемещение светлого пятна на светочувствительной матрице обозначает возникновение относительных перемещений частей конструкции. При этом луч лазера, последовательно отражаясь от системы зеркал, может быть направлен на конструкции, размещенные в непрямой видимости от лазера, что расширяет возможности системы контроля. Количество зеркал, используемых в системе контроля, определяется количеством контролируемых частей конструкции, их расположением, качеством отражающей способности зеркал и мощностью излучения лазера. Для увеличения чувствительности устройства использован угловой умножитель [4]. Для фокусировки светлого пятна на светочувствительной матрице использована линза.
Задачей изобретения является создание устройства, позволяющего определять возникновения относительного перемещения конструкций сооружения и сигнализировать об их возникновении.
Сущность изобретения поясняется следующими чертежами.
На чертеже представлено устройство контроля возникновения перемещения частей конструкций сооружения относительно друг друга.
Принцип работы устройства контроля возникновения перемещения конструкций сооружения относительно друг друга заключается в следующем: установленный на первой контролируемой части или на неподвижной опоре лазер 1 генерирует луч света 2, который, последовательно отражаясь от зеркал 3, 4, 5, установленных на контролируемых частях конструкции, попадает на корректирующий отражатель 6. Далее луч света 2, многократно отражаясь от зеркал 7 и 8, попадает через фокусирующую линзу 9 на светочувствительную матрицу 10, электрический аналоговый сигнал от светочувствительной матрицы 10 преобразуется аналого-цифровым преобразователем 11 и подается на компьютер 12. Определение наличия перемещения светлого пятна от луча лазера на светочувствительной матрице означает появление относительного перемещения частей конструкций сооружения.
Достоинством предлагаемого устройства является:
- возможность контролировать сохранение взаимного расположения большого количества частей конструкций сооружения относительно друг друга.
Литература
1. Патент RU 2482445, МПК G01B 7/16, G01M 5/00, 20.05.2013.
2. Патент RU 102035, МПК E04G 23/00, 10.02.2011.
3. Патент RU 2196300, МПК G01B 11/00, 10.01.2003.
4. Патент SU 135664, МПК G02B 5/08, G01B 11/26, G02B 27/30, 01.01.1961.