УСТАНОВКА ДЛЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована при проведении динамических испытаний строительных конструкций.
Аналогом заявляемой модели является цифровой магнитный регистратор «К60». Данная система описана в книге В.А.Зайка «Цифровая регистрация и экспресс-анализ в натурном эксперименте», Минск; Наука и техника, 1988, стр.9. Он содержит: первичные преобразователи измерительной информации на исследуемом объекте и измерительную систему, состоящую из коммутатора, аналого-цифрового преобразователя, формирователя кодовых слов, формирователя кадра, формирователя сигналов записи и ленто-протяжного механизма с блоком магнитных головок.
Данный регистратор не позволяет обеспечить синхронизацию запуска в составе экспериментальной испытательной установки, имеет менее надежные носители информации и низкую оперативность процесса обработки полученных данных. Кроме того, данное устройство не позволяет фиксировать в процессе эксперимента время падения груза.
Наиболее близким устройством, принятым за прототип принята установка для экспериментальных исследований строительных конструкций по патенту РФ на полезную модель №66534, опубликованному 10.09.2007, бюллетень №25, включающая первичные преобразователи измерительной информации, установленные непосредственно на исследуемом образце, нагружающее устройство в виде копровой установки, измерительные системы, устройство синхронизации записи эксперимента в виде узла гальванической развязки измерительных систем, к которому подключена каждая измерительная система, и которое непосредственно соединено с
грузосбрасывателем копровой установки для записи в измерительные системы измерительной информации с первичных преобразователей одновременно со сбросом груза на исследуемый образец. В качестве первичных преобразователей использованы датчики опорных реакций, датчики силы, тензорезисторы, месдозы, датчики линейных перемещений, соединенные с одной измерительной системой и акселерометры, соединенные со второй измерительной системой.
Данная установка для испытания строительных конструкций позволяет синхронизировать (запустить одновременно) измерительные системы и произвести сброс грузосбрасывателем испытательного груза копровой установки по команде на запуск эксперимента. Таким образом синхронизация дает возможность получить данные с наименьшим разрывом во времени в измерительных системах, что позволяет с высокой точностью сопоставить показания первичных преобразователей измерительной информации, зафиксированные в обеих измерительных системах. Установка позволяет регистрировать и анализировать широкий спектр параметров, связанных с разрушением исследуемых строительных конструкций.
Однако, при испытаниях на кратковременное динамическое воздействие испытательной конструкции временной интервал от момента начала падения груза заданной массы до момента его удара по исследуемой конструкции с помощью используемых датчиков и приборов измерения параметров эксперимента установкой по прототипу не определяется. Знание данного временного интервала необходимо для вычисления таких характеристик, как скорости падения груза, величины кинетической энергии, передаваемой испытываемой конструкции и идущей на разрушение конструкции.
Задача полезной модели заключается в расширении функциональных возможностей установки для динамических испытаний и повышении точности исследований.
Технический результат, позволяющий решить эту задачу, заключается в повышении точности исследований за счет измерения времени падения груза на испытываемую конструкцию.
Технический результат достигается следующим образом.
Общим с прототипом является то, что установка для экспериментальных исследований строительных конструкций содержит копровую установку с грузосбрасывателем, блок измерения и программного обеспечения, включающий две измерительные системы, каждую со своим манипулятором, и устройство синхронизации запуска эксперимента, к которому подключены оба манипулятора и которое непосредственно соединено с грузосбрасывателем копровой установки, помимо этого, содержащая первичные преобразователи измерительной информации, установленные на исследуемом образце и соединенные с первой измерительной системой, и акселерометр, установленный на исследуемом образце и соединенный со второй измерительной системой.
В отличие от прототипа установка дополнительно содержит второй акселерометр, установленный на грузосбрасывателе и соединенный со второй измерительной системой.
В качестве первичных преобразователей измерительной информации использованы датчики опорных реакций, датчики силы, тензорезисторы, датчики деформаций, месдозы и датчики линейных перемещений.
В качестве первой измерительной системы использован универсальный мобильный многоканальный измерительный комплекс для регистрации и анализа измерительных данных MIC-400D, а в качестве второй измерительной системы - мобильный цифровой регистратор-анализатор для динамических процессов MIC-300M.
Заявляемая установка для испытания строительных конструкций позволяет запустить одновременно измерительные системы и произвести сброс грузосбрасывателем испытательного груза копровой установки по команде на запуск эксперимента. Кроме того, устанвока позволяет
зафиксировать время падения груза на конструкцию за счет записи системой сигнала с акселерометра, установленного на грузосбрасывателе в момент отцепления груза грузосбрасывателем. Таким образом, предложенная установка для экспериментальных исследований строительных конструкций, обладая всеми достоинствами установки по прототипу, расширяет область исследуемых параметров, связанных с разрушением исследуемых строительных конструкций с необходимой информативностью и минимумом затрат. Все это повышает точность исследования строительных конструкций.
Полезная модель пояснена чертежом, на котором приведена блок схема установки для экспериментальных исследований строительных конструкций.
Установка содержит блок измерения и программного обеспечения 1. Он состоит из измерительных систем 2, 3 и устройства синхронизации запуска эксперимента 4. В качестве второй измерительной системы 3 может быть использована система производства НПП «Мера»: MIC-300M (Мобильный цифровой регистратор-анализатор для динамических процессов), а в качестве первой измерительной системы 2 MIC-400D (Универсальный мобильный многоканальный измерительный комплекс для регистрации и анализа измерительных данных). Измерительные системы 2, 3 связаны с устройством синхронизации запуска эксперимента 4, к которому также непосредственно подключен грузосбрасыватель 5. На грузосбрасыватель 5 прикреплен акселерометр 6. С устройством синхронизации запуска эксперимента 4 соединены два манипулятора типа «мышь», которые подключены к измерительным системам 2, 3. С устройства синхронизации запуска эксперимента 4 осуществляется одновременный запуск процесса записи данных в измерительные системы 2, 3 и активация грузосбрасывателя 5 с акселерометром 6 с закрепленным на грузосбрасывателе испытательным грузом 7. На исследуемом объекте 8 расположен акселерометр 9, соединенный также как и акселерометр 6 с измерительной системой 2. Для одновременной записи данных курсор каждого из манипуляторов наводится
на окно записи в соответствующей измерительной системе 2 или 3, а затем через устройство синхронизации запуска эксперимента 4 с помощью специальной кнопки подается команда на запуск эксперимента -производится отпускание испытательного груза 7 и запуск измерительных систем 2 и 3. В этот момент происходит запись сигнала с акселерометра 6. Далее в момент удара груза происходит запись сигнала акселерометра 9 в память измерительной системы 3. Испытательный груз 7 падает на испытываемый объект 8. Продолжительность записи устанавливается заранее. При запуске измерительных систем в память измерительной системы 2 одновременно производится запись сигналов, поступающих с первичных преобразователей 10, установленных на исследуемом объекте 8. По окончании записи измерительные системы 2, 3 автоматически сохраняют полученные данные. Эти данные можно оперативно просмотреть и сохранить для последующего анализа.