Устройство для контроля уплотнения бетонной смеси Советский патент 1988 года по МПК G01N29/00 

еУ . .

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к приборам для измерения степени уплотнения материалов с помощью акустических j средств, и может быть использовано при уплотнении бетонной смеси и грунтов в гидротехническом и дорожном строительстве, например, с помощью виброКатков в полевых условиях. fO

Целью изобретения является повышение точности и расширение диапазона измерений за счет определения степени уплотнения смеси на различных глубинах.15

На фиг, 1 изображена схема установки устройства на поверхности бе- тонной смеси; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - электроакустический преобразователь; на фиг. 4 - 20 разрез Б-Б на фиг. 3.

Устройство содержит возбудитель колебаний в виде управляемой однократной взрыв-трамбовки 1, закрепленной с помощью пригруза 2, например 25 аутриггера грузовика, и прижимаемой к поверхности бетонной смеси 3. Взрыв-трамбовка состоит из рабочей камеры 4, полого поршня 5 с впускным 6 и выпускным 7 патрубками. Впускной 30 патрубок 6 соединен с эжектором 8. Со стороны рабочей камеры 4 патрубки, закрываются плоскими клапанными пружинами 9 и 10. Рабочая камера 4 снабжена запальной свечой 11, соединен- 35 ной, например, с пьезокерамическим однократным импульсным генератором 12 искры. На фиксированном расстоянии от взрыв-трамбовки установлен штатив t3, на котором с помощью 40 плоских пружин 14 и 15 установлены штанги 16 и 17 изменяющейся длины, на одних концах которых установлены приемные электроакустические преобразователи в виде оптоэлектронных 45 виброметров 18. и 19 с установленными в них регуляторами частоть собственных колебаний, а на других концах выполнены шаровые опоры 20 и 21.

Виброметры 18 и 19 состоят из Q корпуса 22, на одной торцовой грани которого консольно закреплены на двух токопроводных торцовых пружинах 23 и 24 светодиоды 25 и сердечники 26 и 27 из магнитомягкого материала ее регуляторов частоты собственных колебаний. Против сметодиода 25 на другой торцовой грани корпуса симметрично располагаются фоторезисторные пары 28 и 29, а против сердечников 26 и 27 на корпусе крепятся ин- цукторы 30 и 31 регуляторов частоты собс.твенньж колебаний, последовательно включенные в цепь с источником 32 регулируемого тока. С выброметрами 18 и 19 соединен блок измерения скорости прохождения упругих колебаний, выполненный в виде двух формирователей 33 и 34 импульсов, входами соединенных с фоторезисторными парами 28 и 29, индикатора 35 и триггера 36, соединенного входами с выходами формирователей 33 и 34 импульсов, а выходом соединенного с индикатором 35. Позицией-37 обозначен статический груз, установленный на штативе 13.э Устройство работает следующим

образом. 1

На месте, где будет производиться

определение уплотнения бетонной смеси 3, устанавливается штатив 13 и на общем для виброметров 18 и 19 радиусе - однократная взрыв-трамбовка 1 на расстоянии примерно 0,5-1 м от штатива 13., Сверху взрыв-трамбовк 1 может быть погружена с помощью, например, грузовика или переносным призругом 2. Из небольшого баллона в полый поршень 5 подается газ, например пропан-бутан,- смешанный с воз- flyxoM в эжекторе 8 в соотношении 1:10 при этом клапанные пружины 9 и 10 открыты, и излишняя смесь удаляется через патрубок 7. При пропускании искры через запальную свечу 11 происходит резкое увеличение объема смеси в рабочей камере 4, клапанные пружины 9 и 10 закрываются и полый поршень 5 наносит удар по массиву бетонной смеси 3. Ударная волна распространяется по всем направлениям от поршня 5 и последовательно проходит виброметры 18 и 19, вызывая в ни затухающие колебания собственной частоты (примерно 20-30 Гц). При этом вибраторы 18 и 19 прижаты к поверхности массива бетонной смеси 3 для обеспечения надежного акустического контакта плоскими пружинами 14 и 15, а массивный штатив 13 со статическим грузом 37 позволяет осуществить этот прижим и разделяет колебания пружин.- 14 и 15. Таким образом, начальньй сдвиг фазы колебаний обоих виброметров 18 и 19 соответствует времени прохождения ударной волны на участке между ними. Однако частота обоих виброметров 18 и 19 не может быть строг одинаковой, в результате чего неизбежны биения колебаний при сравнении обоих затухающих колебаний. С целью исключения биения коле.баний в виброметрах предусмотрена регулировка частоты собственных колебаний с помощью регуляторов частоты собственных колебаний этих виброметров.

Виброметры 18 и 19 работают следующим образом.

;После прихода ударной волны через вертикальные жесткие штанги 16 и 17 с шаровыми опорами 20 и 21 светодиод 25, закрепленные на свободных концах токопроводных торцовых пружин 23 и 24, начинают качаться в вертикальной плоскости, изменяя освещенность фо- торезисторных пар 28 и 29, с общей точки сопротивлений которых снимается переменное напряжение, соответствующее затухающим колебаниям свето диодов 25. В случае необходимости повысить частоту собственных колеба- НИИ одного из виброметров 18 и 19 через индукторы 30 и 31 пропускается необходимый ток, чем достигается прекращение биений колебаний, что наблюдается на индикаторе 35.

Полученное на виброметрах 18 и 19 переменное напряжение формируется до прямоугольных импульсов в формирователях 33 и 34 импульсов и через дифференцирующие цепочки (не показаны) подается на соответствующий вход триггера 36. Таким образом, на стрелочном индикаторе 35 формируется показание, величина которого равна времени прохождения ударной волны через базу между виброметрами 18 и 19 и пропорциональна скорости прохождения этой волны через массив бетонной смеси 3, что позволяет судить о снижении уплотнения массива смеси 3.

В случае необходимости измерения изменения уплотнения по высоте массива бетонной смеси 3 делается конический шурф и удлиняются штанги 16 и 17.

Выполнение штанг 16 и 17 с шаровы ми опорами 20 и 21 позволяет создать надежный акустический контакт с поверхностью бетонной смеси и дном конического шурфа. Кроме того, гаран тируется отсутствие паразитных акус- тических контактов по высоте штанг с бетонной смесью на стенках шурфа. С этой же целью шурф выполнен конической формы.

5 0 5 0

Q с

0 г

5

Размещение возбудителя колебаниГт и вибрбметров отдельно и на одном общем радиусе позволяет исключить влияние изменяющегося по величине акустического контакта между возбудителем и массивом бетонной смеси 3. Это позволяет повысить точность измерения. При этом определяется уплотнение ниже лежащего слоя массива бетонной смеси 3.

Предлагаемое устройство позволяет оценить качество уплотнения свежеуложенной бетонной смеси при любом способе ее уплотнения. Особенно важно применение его в условиях уплотнения бетонной смеси методом укатки тяжелыми виброкатками и при уплотнении грунтов. Такое устройство может быть установлено непосредственно на уплотняющем механизме и контролировать работу этих механизмов.

Формула изобретения

1.Устройство для контроля уплотнения бетонной смеси, содержащее возбудитель колебаний, штатив, установленные на нем два приемных электроакустических преобразователя и соединенный с ними блок измерения скорости прохождения упругих колебаний, отличающееся тем, что,

с целью повьш1ения точности и расширения диапазона измерений за счет определения степени уплотнения смеси на различных глубинах, оно снабжено двумя штангами, соединенными со штативом и подпружиненными относительно него с возможностью изменения их длины, на одних концах которых установлены электроакустические преобразователи, а другие концы предназначены для введения внутрь бетонной смеси, по меньшей мере одним размещенным в электроакустических преобразователях регулятором частоты собственных колебаний этих преобразователей, соединенным с ним источником регулируемого тока и статическим грузом, установленным на штативе.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждый электроакустический преобразователь выполнен в виде оптоэлектронногр виброметра, а регулятор частоты собственных колебаний выполнен с виде сердечника из магнитомягкого материала, закрепленного на упругом эле/f-/f

cpus.Z

,Ъ7

/J

/5

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к приборам для измерения степени уплотнения материалов с помощью акустических ; средств, и может быть использовано при уплотнении бетонной смеси и грунтов в гидротехническом и дорожном строительстве, например, с помощью виброкатков в полевых условиях. Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона измерений за счет определения степени уплотнения бетонной смеси на различных глубинах. Устройство включает в себя возбудитель колебаний в виде взрыв-трамбовки 1 с пригрузом 2, устанавливаемой на поверхности бетонной смеси 3, блок измерения скорости прохождения упругих колебаний, штатив 13, виброметры, установленные на штангах 16, 17 изменяющейся длины, которые в процессе контроля устанавливают на разных глубинах бетонной.смеси 3, по измеренной скорости упругой волны, вызванной взрыв-трамбовкой 1, определяют степень уплотнения бетонной смеси 3. 4 з.п. ф-лы, 4 ил. с S С/)

}О, ;: , .-.-л, ъ /Voi ; 5 V о-.;. -в , у - .« (Тг:; ь ;V

фиг.З

0(21

фиг.