ОТКАЗОМЕР СВАЕБОЙНОГО АГРЕГАТА С РАДИОКАНАЛОМ Российский патент 1997 года по МПК E02D13/06 

Изобретение относится к технике измерения отказов забивных свай при строительстве зданий и сооружений на свайных опорах и может быть использовано при оценке процесса забивки свай сваебойным молотом, а также для оперативного контроля и составления документа о характере погружения свай при их забивке.

Известен отказомер сваебойного агрегата, содержащий датчик перемещения сваи, проводную линию связи и вторичное устройство [1] Недостатками такого отказомера является то, что он громоздкий, имеет недостаточную чувствительность и надежность, а также невозможность измерения отказа непрерывно по всей длине сваи, что затрудняет его широкое использование.

Известен отказомер сваебойного агрегата переносный отказомер ОСП-1 [2] Недостатками этого отказомера является наличие проводной линии связи между первичным датчиком и вторичным устройством, что усложняет его использование.

Наиболее близким по технической сущности является отказомер с радиоканалом, содержащий датчик перемещения сваи, вторичное устройство приемную и передающую антенны [3] Недостатком такого отказомера является то, что он измеряет и регистрируют только предельные значения отказов и не измеряет с необходимой точностью упругий отказ.

Задачей изобретения является обеспечение непрерывного измерения остаточного и упругого отказов, а также повышение точности и надежности отказомера.

Задача решается тем, что воспринимающая часть датчика перемещения сваи выполнена в виде каретки с измерительным и направляющим роликами, которая шарнирно соединена с корпусом сваебойного молота, при этом ролики расположены в направляющих мачты агрегата, а ось измерительного ролика соединена со входом преобразователя угла поворота в напряжение, выход которого соединен со входом модулятора, выполненного магнитным, передающая часть датчика снабжена согласующим фильтром с дросселем, вход которого соединен с выходом высокочастотного усилителя, а выход с передающей антенной, вторичное устройство снабжено соединенными последовательно преобразователем частоты, усилителем промежуточной частоты, детектором и низкочастотным усилителем, при этом приемная антенна подключена через высокочастотные фильтры и усилитель ко входу преобразователя частоты, выход низкочастотного усилителя подключен ко входу регистратора, выполненного с магнитным носителем, соответствующие входы элементов вторичного устройства предназначены для подачи питающего напряжения.

На фиг. 1 представлена схема установки отказомера на сваебойном агрегате; на фиг. 2 представлена схема конструкции отказомера; на фиг. 3 структурная схема измерительной части отказомера; на фиг. 4 принципиальная электрическая схема передающего устройства отказомера; на фиг. 5 принципиальная электрическая схема премного устройства отказомера; на фиг. 6 - экспериментальная отказограмма.

Сваебойный агрегат (фиг. 1) состоит из транспортного средства 1, конровой установки 2 с молотом 3. При пробной забивке свай необходимо измерять и регистрировать остаточные и упругие отказы свай. Отказ это величина погружения сваи за один удар. Он характеризует несущую способность сваи. Для измерения отказа данным отказомером на подвижной части молота 3 устанавливается первичное устройство с датчиком 4, сигнал с которого по радиоканалу передается во вторичное устройство 5, которое может быть переносным или стационарным. С помощью отказомера измеряется остаточный и упругий отказы, которые затем регистрируются на магнитном носителе.

Первичный датчик отказомера (фиг. 2) представляет собой каретку 6, на которой имеются два ролика, один направляющий 7, а другой измерительный 8, которые перемещаются по направляющим 9 мачты сваебойного агрегата. Необходимое сжимающее усилие роликов между направляющими мачты агрегата достигается с помощью прижимного устройства 10, состоящего из рамки 11, пружины 12 и оси с барашком 13. Каретка через шарнирные соединения 14 закрепляется к корпусу молота 3. На оси измерительного ролика 8 закреплен потенциометр 15, который связан с радиопередатчиком 16, который находится в корпусе 17 с антенной 18. Потенциометр имеет круговое вращение, и его сопротивление меняется от максимального до нуля через каждые 100 мм перемещения сваи. Измерительная часть отказомера, структурная схема которой показана на фиг. 3, состоит из преобразователя угла поворота измерительного ролика в напряжении 19, магнитного модулятора 20, выход которого подан на управляющий электрод ключа 21, через который питается усилитель высокой частоты 22 от блока питания 23, генератора высокой частоты 24, согласующего фильтра с дросселем 25 и передающей антенны 18. Приемное устройство содержит приемную антенну 26, фильтр несущей частоты 27, усилитель высокой частоты 28, преобразователь частоты 29, усилитель промежуточной частоты 30, детектор 31, усилитель низкой частоты 32, регистратор с магнитным носителем 33 и блок питания 34.

На фиг. 4 и фиг. 5 даны принципиальные схемы передающего и приемного устройств отказомера, на которых цифрами обозначены функциональные блоки в соответствии со схемой, показанной на фиг. 3. Для ясности эти функциональные блоки обведены пунктирными линиями.

Отказомер работает следующим образом.

В момент погружения сваи от удара молота каретка 6 первичного датчика перемещается с корпусом молота, при этом ролики 7 и 8 поворачиваются вокруг своей оси. Вместе с измерительным роликом 8, ось которого связана с осью потенциометрического датчика, поворачивается и ось потенциометра преобразователя угла поворота измерительного ролика в напряжение. При этом на выходе преобразователя появляется напряжение, пропорциональное углу поворота измерительного ролика. Далее это напряжение (фиг. 4) с потенциометра Р1 поступает на эмиттерный повторитель, выполненный на транзисторе УТ1, а с него на магнитный модулятор 20, выполненный на транзисторах УТ2 и УТ3 и трансформаторе УТ1. Питание преобразователя угла поворота измерительного ролика в напряжение подается от стабилизатора напряжения, выполненного на транзисторе УТ4. В результате на выходе магнитного модулятора формируется частота, пропорциональная напряжению, идущему от преобразователя 19. Генератор высокой частоты 24 выполнен на транзисторе УТ6 и кварце ВО на частоту 27,12 МГц. Усилитель высокой частоты 22 выполнен на транзисторе УТ3. Частота с магнитного модулятора, через транзистор УТ5 подается на вход ключа питания усилителя высокой частоты 22, выполненного на транзисторе УТ8. В результате осуществляется манипуляция высокой частоты частотой магнитного модулятора 20. Далее частота с усилителя 22 через согласующий фильтр с дросселем 25 поступает на антенну 18. В приемном устройстве посланный сигнал принимается антенной 26 и поступает в фильтр 27, а затем в усилитель 28, выполненный на транзисторе УТ9. Далее сигнал поступает в преобразователь частоты, выполненный на транзисторах УТ10 и УТ11, а с него через керамические фильтры В 0,1 и В 0,2 подается на усилитель промежуточной частоты 30. Затем сигнал поступает на детектор 31, выполненный на микросхеме К237ХК2 (ДА1). С детектора сигнал поступает на усилитель низкой частоты 32, выполненный на транзисторах УТ12 и УТ13, а затем сигнал подается на регистратор с магнитным носителем 33 через транзистор УТ14. В качестве регистратора используется портативный диктофон или микропроцессор. Таким образом осуществляется передача, преобразование и регистрация частоты магнитного модулятора первичного устройства, которая пропорциональна углу поворота измерительного ролика, а следовательно, и перемещению сваи. Полученная на магнитном носителе информация может быть предана по любому каналу связи для регистрации на бумажный носитель или для обработки на ЭВМ. Схема отказомера позволяет производить регистрацию как остаточного, так и упругого отказов. Погрешность в измерении отказов составляет в среднем ±1% На фиг. 6 дана экспериментальная отказограмма, снятая данным отказомером и переписанная на бумажный носитель. На ней показаны характер перемещения сваи и соответственно величина остаточного отказа ОО и упругого отказа УО.

Для проверки работоспособности рассмотренного отказомера был изготовлен один экспериментальный образец, который прошел испытания в строительных организациях г. Самары. Потребность в таких отказомерах по РФ не менее 1000 штук.

Изобретение относится к технике измерения отказов забивных свай при строительстве зданий и сооружений на свайных опорах и может быть использовано при оценке процесса забивки свай сваебойным молотом, а также для оперативного контроля и составления документа о характере погружения свай при их забивке. Для обеспечения непрерывного измерения остаточного и упругого отказов, а также повышения точности и надежности отказомера воспринимающая часть датчика перемещения сваи выполнена в виде каретки с измерительным и направляющим роликами, которая шарнирно соединена с корпусом сваебойного молота, при этом ролики расположены в направляющих мачты агрегата, а ось измерительного ролика соединена с входом преобразователя угла поворота в напряжение, выход которого соединен с выходом высокочастотного усилителя, а выход - с передающей антенной, вторичное устройство снабжено соединенными последовательно преобразователем частоты, усилителем промежуточной частоты, детектором и низкочастотным усилителем, при этом приемная антенна подключена через высокочастотный фильтр и усилитель ко входу преобразователя частоты, выход низкочастотного усилителя подключен ко входу регистратора, выполненного с магнитным носителем, соответствующие входы элементов вторичного устройства предназначены для подачи питающего напряжения. 6 ил.

Отказомер сваебойного агрегата с радиоканалом, содержащий датчик перемещения сваи, вторичное устройство, передающую и приемную антенны, при этом передающая часть датчика перемещения сваи включает модулятор, выход которого подключен к одному из входов ключа, другой вход которого предназначен для питающего стабилизированного напряжения, выход ключа подключен к первому входу высокочастотного усилителя, к второму входу которого подключен генератор высокой частоты, а вторичное устройство включает регистратор и соединенные последовательно высокочастотные фильтр и усилитель, отличающийся тем, что воспринимающая часть датчика перемещения сваи выполнена в виде каретки с измерительным и направляющим роликами, которая шарнирно соединена с корпусом сваебойного молота, при этом ролики расположены в направляющих мачты агрегата, а ось измерительного ролика соединена с входом преобразователя угла поворота в напряжение, выход которого соединен с входом модулятора, выполненного магнитным, передающая часть датчика снабжена согласующим фильтром с дросселем, вход которого соединен с выходом высокочастотного усилителя, а выход с передающей антенной, вторичное устройство снабжено соединенными последовательно преобразователем частоты, усилителем промежуточной частоты, детектором и низкочастотным усилителем, при этом приемная антенна подключена через высокочастотный фильтр и усилитель к входу регистратора, выполненным с магнитным носителем, соответствующие входы элементов вторичного устройства предназначены для подачи питающего напряжения.