ЗОНД ДЛЯ ОБСЛЕДОВАНИЯ ПРОТЯЖЕННЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Полезная модель относится к области неразрушающего контроля качества, а именно к контролю дефектности крупногабаритных строительных конструкций и может быть использована на строительных предприятиях для определения дефектов структуры строительных элементов.
Известен зонд для обследования протяженных строительных конструкций [RU 170097 U1, МПК G01D1/02 (2006.1), опубл. 13.04.2017], выбранный в качестве прототипа, содержащий металлический корпус цилиндрической формы, внутри которого закреплено ударное устройство, на котором закреплены акустический приемник и два дифференциальных усилителя. Первый и второй электрические приемники соответственно подключены к первому и второму повторителям, которые связаны с первым дифференциальным усилителем. Третий и четвертый электрические приемники соответственно подключены к третьему и четвертому повторителям, которые связаны со вторым дифференциальным усилителем. Ударное устройство, первый и второй дифференциальные усилители и акустический приемник подключены к аналого-цифровому преобразователю.
Однако, возможность использования этого устройства ограничена, так как из-за поверхностного разрушения материала строительного элемента в зоне удара, характеристики ударов различны.
Зонд для обследования протяженных строительных конструкций, также как в прототипе, содержит металлический корпус цилиндрической формы, внутри которого закреплено ударное устройство, на котором закреплены акустический приемник и два дифференциальных усилителя, первый и второй электрические приемники соответственно подключены к первому и второму повторителям, которые связаны с первым дифференциальным усилителем, третий и четвертый электрические приемники соответственно подключены к третьему и четвертому повторителям, которые связаны со вторым дифференциальным усилителем, ударное устройство, первый и второй дифференциальные усилители и акустический приемник подключены к аналого-цифровому преобразователю, причем ударное устройство содержит катушку индуктивности, внутри которой свободно размещен металлический стержень.
Согласно полезной модели ударное устройство содержит цилиндрический корпус, внутри которого закреплена катушка индуктивности с размещенным внутри стержнем из закаленной стали. Нижний конец стержня выполнен с возможностью удара по одной стороне пластины из закаленной стали, закрепленной в нижнем торце корпуса. Другая сторона пластины предназначена для размещения на поверхности обследуемой строительной конструкции. Акустический приемник, аналого-цифровой преобразователь и два дифференциальных усилителя закреплены снаружи, на корпусе ударного устройства.
Предложенное использование металлической пластины позволяет нормализовать силу и длительность удара, что не приводит к разрушению поверхности материала строительной конструкции в точке удара и позволяет обследовать конструкции с различной твердостью и шероховатостью поверхности.
На фиг. 1 представлена функциональная схема заявляемого выносного зонда для обследования протяженных строительных конструкций.
Зонд для обследования протяженных строительных конструкций содержит металлический корпус цилиндрической формы, внутри которого установлено ударное устройство 1 (УУ), на котором закреплены акустический приемник 2 (АП) и два дифференциальных усилителя 3 (ДУ1) и 4 (ДУ2). Первый дифференциальный усилитель 3 (ДУ1) связан с первым повторителем 5 (П1), который соединен с первым электрическим приемником 6 (ЭП1). Первый дифференциальный усилитель 3 (ДУ1) связан со вторым повторителем 7 (П2), который соединен со вторым электрическим приемником 8 (ЭП2). Второй дифференциальный усилитель 4 (ДУ2) связан с третьим и четвертым повторителями 9 (П3) и 10 (П4), которые соответственно связаны с третьим и четвертым электрическими приемниками 11 (ЭП3) и 12 (ЭП4). К аналого-цифровому преобразователю 13 (АЦП) подключены ударное устройство 1, дифференциальные усилители 3 (ДУ1) и 4 (ДУ2), акустический приемник 2 (АП).
В качестве ударного устройства 1 (УУ) использована катушка индуктивности с находящимся внутри ударным элементом из закаленной стали. В основании ударного устройства 1 (УУ) закреплена металлическая пластина 14 (МП). Металлическая пластина и стержень ударного устройства изготовлены из закаленной стали 10Х17Н13М12, ГОСТ 5632 или аналогичной.
В качестве акустического приемника 2 (АП) можно использовать преобразователь на базе пьезокерамики ЦТС-19 или аналогичный. Дифференциальные усилители 3 (ДУ1) и 4 (ДУ2) могут быть выполнены на базе типового элемента AD8032 или аналогичного. Повторители 5 (П1), 7 (П2), 9 (П3), 10 (П4) могут быть выполнены на базе типового элементы 140УД12, или аналогичного. В качестве электрических приемников 6 (ЭП1), 8 (ЭП2), 11 (ЭП3), 12 (ЭП4) могут быть использованы плоскопараллельные воздушные конденсаторы. В качестве аналого-цифрового преобразователя 13 (АЦП) может быть использован модуль 32F429IDISCOVERY или любой сигнальный процессор.
С помощью запущенного на компьютере программного обеспечения, разработанного в среде программирования LabView, задается уровень напряжения, подаваемый на ударное устройство 1 (УУ). Эта информация передается на аналого-цифровой преобразователь 13 (АЦП), по металлической пластине 14 (МП) производится удар, и энергия ударного возбуждения передается обследуемому объекту, например, элементу строительной конструкции. Акустический и электрический сигналы принимаются акустическим приемником 2 (АП) и электрическими приемниками 6 (ЭП1), 8 (ЭП2), 11 (ЭП3), 12 (ЭП4), от которых поступают на соответствующие повторители 5 (П1), 7 (П2), 9 (П3). 10 (П4), а затем на дифференциальные усилители 3 (ДУ1) и 4 (ДУ2). Сигналы с дифференциальных усилителей 3 (ДУ1), 4 (ДУ2) и акустического приемника 2 (АП) поступают на вход аналого-цифровой преобразователя 13 (АЦП).