Устройство для динамического зондирования грунта Советский патент 1987 года по МПК E02D1/02 

1

Изобретение относится к области исследования грунтов при инженерно- геологических изысканиях в строительстве,

Цель изобретения - повьшение точности измерения динамического сопротивления грунта.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство содержит зонд 1 с конусным наконечником 2, ударник 3, пьезоэлектрический датчик 4, закрепленный на конусном наконечнике 2, нормирующий усилитель 5, первый 6 и второй 7 нуль-органы, три логических элемента И-НЕ 8-10, генератор 11 опорной частоты, цифроаналоговый преобразователь 12, два счетчика 13 и 14, делитель 15 напряжения и источник 16 опорного напряжения.

Устройство работает следующим образом.

При ударном нагружении, приклады1

ваемом ударником 3 к зонду 1 с конус- 25 рез логический элемент И-НЕ 10. В

ным наконечником 2, на выходе пьезоэлектрического датчика 4, закрепленного непосредственно на конусном наконечнике 2, образуется импульс напряжения, пиковое значение и длительность которого характеризуют энергию ударного напряжения. Импульс напряжения усиливается нормирующим усилителем 5 и поступает на один .вход первого .нуль-органа 6 и через делитель 15 напряжения - на один вход второго нуль-органа 7. На другие входы нуль-органов 6 и 7. поступает нулевое напряжение с выхода циф- роаналогового преобразователя 12.

На выходе нуль-органов 6 и 7 образуются .положительные перепады напряжения, которые управляют логическими элементами И-НЕ 8-10. Логические элементы И-НЕ 8-10 пропускают на входы счетчика 13, имеющего счетные декады младшего и старшего разрядов, импульсы с выхода генератора 11 опорной частоты.

Напряжение на выходе цифроаналого- вого преобразователя 12 повышается до тех пор, пока не сравняется с измеряемым входным импульсным напряжением. При этом нуль-органы 6 и 7 имеют на выходах отрицательное напряжение и импульсы счета с генератора 1I опорной частоты на входы счетных декад младшего и старшего разрядов

3448612

счетчика 13 не поступают, так как логические элементы И-НЕ 8-10 закрыты. Для повышения быстродействия уст, ройства в нем предусмотрен принцип параллельного поступления счетных импульсов на входы счетных декад младшего и старшего разрядов счетчика 13. Измеряемый входной импульсный

Ю сигнал поступает непосредственно на вход нуль-органа 6, выходное напряжение которого управляет поступлением счетных импульсов на счетную декаду младшего разряда счетчика 13.

15 На вход нуль-органа 7, управляющего счетной декадой старшего разряда счетчика 13, измеряемое напряжение поступает с коэффициентом передачи, равным 0,85-0,9. Таким образом, нуль20 орган 7 сработает раньше, чем нуль- орган 6, и на вход счетчика декады старшего разряда импульсы могут поступать только с выхода счетной декады младшего разряда счетчика 13 че

момент сравнения измеряемого входного напряжения с выхода цифроаналого- вого преобразователя 12 счетные импульсы перестают поступать и на вход счетной декады младшего разряда счетчика 13.

Параллельная работа счетных декад младшего и старшего разрядов счетчи2g ка 13 обеспечивает повьш ение быстродействия работы всего устройства в 3-4 раза.

Помимо измерения пикового значения Ударного импульса в устройстве

40 осуществляется также измерение дли- гельности импульса и количества произведенных ударов. Импульсное напряжение с выхода нормирующего усилителя 5 поступает в счегтчик 14, который

45 подсчитывает число импульсов. Кроме того, один из входов счетчика 14 соединен с выходом генератора 11 опорной частоты. Импульсы опорной частоты заполняют измеряемый ударный импульс по длительности. Число импульсов опорной частоты, укладьшаю- щееся по длительности измеряемого импульса, и пропорциональное измеряемой длительности подсчитьшается счетgg чиком 14. Таким образом, в предлагаемом устройстве измеряется пиковое значение ударного импульса, длительность. Квадрат произведения измеряемых величин, умноженный на число им50

пульсов и постоянные коэффициенты, даст значение удельной энергии, прикладываемой ударником к конусному наконечнику 2,по которой определяют условное динамическое сопротивление грунта.

Таким образом, использование предлагаемого устройства (по сравнению с известным) позволяет измерять удельную энергию непосредственно на конусном наконечнике зонда, в результате чего повышается точность определения условного динамического сопротивления грунта.

Экономический эффект от использования предлагаемого устройства составляет ориентировочно 500 тыс. руб. на один прибор.

Формула изобретения

Устройство для динамического зондирования грунта, содержащее зонд с конусным наконечником и ударник, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения динамического сопротивления, оно снабжено двумя нуль-органами, нормирующим усилителем делителем напряжения, источником опорного напряжения, тремя логическими элементами ИСоставитель А. Кузнецова Редактор А.. Ревин Техред Л.Олиднык Корректор М.Демчик

Заказ 4894/31 Тираж 606Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,

0

5

НЕ, генератором опорной частоты, циф- роаналоговым преобразователем, двумя счетчиками и пьезоэлектрическим датчиком, установленным на конусном наконечнике, причем пьезоэлектрический датчик соединен через нормирующий усилитель с одним входом первого нуль-органа непосредственно, а через делитель напряжения -. с одним входом второго нуль-органа, вторые входы нуль-органов подключены к входу циф- роаналогового преобразователя, выходы нуль-органов подключены к одним входам первого и второго элементов И-НБ, другие входы которых соединены с генератором опорной частоты,, выход первого элемента И-НЕ соединен с одним входом первого счетчика, выходы которого подключены соответственно к входам цифроаналогового преобразователя, выход второго элемента И-НЕ через третий элемент И-НЕ соединен с другим входом первого счет5 чика, другой вход третьего элемента И-НЕ соединен с соответствующим входом первого счетчика, входы второго счетчика соединены соответственно с генератором опорной частоты и с выQ ходом нормирующего усилителя, а источник опорного напряжения подключен к входу делителя напряжения.

0

Изобретение относится к области исследования грунтов при инженерно- геологических изысканиях в строительстве. Позволяет повысить точность измерения динамического сопротивления. Содержит зонд 1 с конусным наконечником 2, ударник 3, пьезоэлектрический датчик 4, закрепленный на конусном наконечнике 2, нормирующий усилитель 5, нуль-органы 6 и 7, логические элементы И-НЕ 8,9 и 10, генератор 11 опорной частоты, цифро- аналоговый преобразователь 12, счетчики 13 и 14, делитель 15 напряжения и источник 16 опорного напряжения. 1 ил. (Л с: со 4; 4 00 О5