Устройство для контроля напряжения в арматурных элементах при производстве железобетонных изделий Советский патент 1989 года по МПК E04G21/12 G05D15/01 

bШ

i

(Л

ел

о

Изобретение относится к области контроля напряжения в арматурных элементах при производстве железобетонных изделий и позволяет повысить точность контроля. Устройство содержит датчик 1 колебаний (преобразователь), установленный на арматурном стержне 2, согласующее устройство 3, усилитель 4, управляемый фильтр 5, формирователь 6, счетчик 7, делитель 8 частоты, генератор 9 импульсов, формирователь 10, компаратор 11, источник 12 опорного напряжения и блок 13 обработки данных. 4 ил.

7

7J

7S

Изобретение относится к контролю напряжения в арматурных элементах и может быть использовано в приборах для контроля напряжений в арматурных стержнях, канатах и проволоках при производстве пред- варительно напряженных железобетонных изделий.

Целью изобретения является повышение точности контроля.

На фиг. 1 изображена блок-схема уст- ройства для контроля напряжения в арматурных элементах при производстве железобетонных изделий; на фиг. 2 - алгоритм работы устройства, на фиг. 3 - алгоритм настройки фильтра; на фиг. 4 - алгоритм измерения периода колебаний арматурного стержня.

Устройство содержит датчик 1 колебаний (преобразователь), установленный на колеблющемся арматурном стержне 2, согласующий блок 3, усилитель 4, управляемый фильтр 5, формирователь 6, счетчик 7, делитель 8 частоты, генератор 9 импульсов, формирователь 10, компаратор 11, источник 12 опорного напряжения, блок 13 обработки данных, состоящий из процессора 14, бло- ка 15 ввода - вывода, блоков 16 и 17 памяти, блока 18 клавиатуры, индикатора 19.

Устройство работает следующим образом.

Перед измерением в блок 17 оперативной памяти с помощью клавищей блока 18 клавиатуры вводятся значения длины 1 и диаметра d контролируемого арматурного элемента 2 (стержня). При возбуждении в нем свободных колебаний датчик 1 преобразует- поперечные затухающие колебания в электрический сигнал, который через согласующий блок 3 поступает на вход усилите- ля 4, выполненного по схеме с автоматической регулировкой усиления, вследствие чего затухающий сигнал преобразуется на выходе в незатухающий с нормализованной амплитудой. Сигнал с выхода усилителя 4 по- ступает на вход управляемого фильтра 5. Однако дальнейщее прохождение его возможно только после настройки фильтра 5 на частоту входного сигнала.

Автоматическую настройку полосового фильтра 5 осупл.ествляют его активные эле- менты, выполненные в виде управляемых проводимостей и работающие в ключевом режиме. Управление их работой осуществляется импульсами переменной скважности, вырабатываемыми делителем 8 частоты. На- стройка управляемого фильтра 5 производится по алгоритму (фиг. 3). Блок 13 обработки данных записывает в приемный регистр программируемого делителя 8 частоты (реализованного, например, на одном канале таймера КР580ВИ53) через определенные промежутки времени убывающий ряд чисел N, N-1, N-2, ..., 2. Делитель 8 частоты делит частоту счетных импульсов, пастующнх на его второй вход, на эти числа. В результате на его выходе, а следовательно, и па управляющем входе фильтра 5 скважность импульсов изменяется дискретно. Таким образом, при изменении записываемых в делитель 8 частоты чисел от N до 2, квазирезо- нансная частота фильтра 5 изменяется во всем частотном диапазоне устройства.

После загрузки каждого нового числа блок 13 обработки через блок 15 ввода-вывода (например, параллельный интерфейс КР580ИК55) производит циклический опрос компаратора 11 напряжений, подключенного к выходу фильтра 5 через формирователь 10 (модуля сигнала). Количество опросов задается параметром цикла ожидания настройки - Р.

В момент, когда частота входного сигнала совпадает с изменяющейся квазирезонансной частотой фильтра 5, сигнал на его выходе резко увеличивается. Компаратор 11 напряжения, на входы которого поступают сигналы от источника 12 опорного напряжения и формирователя 10 (модуля сигнала), фиксирует наступление резонанса. Формирователь ГО (модуля сигнала) позволяет регистрировать наступление резонанса как во время положительных, так и во времй отрицательных полуволн сигнала. При регистрации превышения уровня сигнала величины опорного напряжения компаратор 11 напряжения выдает сигнал, под действием которого останавливается дальнейший поиск квазирезонанса. Порядок изменения ряда чисел в делителе 8 частоты выбирается так, чтобы поиск настройки фильтра 5 осуществлялся, начиная с нижнего ряда предела рабочего диапазона, что исключает возможность настройки фильтра 5 на гармоники высшего порядка.

Сигнал с выхода фильтра 5 после его настройки поступает на формирователь 6, который выдает на выходе временные интервалы в виде прямоугольных импульсов, длительность которых равна из.меряемому периоду колебаний.

Импульсы с выхода формирователя 6 поступают на вход счетчика 7 и разрешают подсчет импульсов, поступающих на другой его вход.

Подпрограмма из.мерения периода поясняется алгоритмом на фиг. 4. Сначала вводится параметр цикла измерения i, показывающий сколько периодов колебаний проходит при измерении, и число измеряемых периодов п. Обычно i п, так как определенное число начальных периодов, искаженных при переходном процессе возбуждения колебаний, необходимо пропускать.

Алгоритм измерения построен так, что при прохождении прямоугольных импульсов (временных интервалов) производится измерение периода и одновременно опрос выхода формирователя для определения начала паузы между импульсами. При обнаружении

пауз в блоке 13 процессор 14 считывает показание счетчика 7, запоминает его значение и подготавливает счетчик к очередному измерению.

Далее в соответствии с алгоритмом работы устройства (фиг. 2) после измерения п значений периода Т,, Т,, ..., Т определяется сумма п периодов z Т, среднего значения периода

, f

тг 5 т

f -и Т

и вычисляется напряжение б в контролируемых объектах.

Вычисление напряжения в стержнях, канатах и проволоках можно производить, например, по формуле

6 3,2( 12,5)2,

где з напряжение, МРа;

I- свободная длина стержня, см; Т- период свободных колебаний, ms; i- диаметр стержня, мм; f - корректирующая добавка к длине, учитывающая присоединенную массу датчика, см.

Корректирующая добавка к длине 1 определяется по формуле

, -W

-тйГ

где 7И,,- масса преобразователя;

И|а- масса единицы длины (1 см) стержня.

Технически значение t вычисляется заранее и записывается в блоке 16 (постоянной) памяти, например, в виде таблицы.

После выполнения подпрограммы «Вычисление б запускается подпрограмма

5

«Отображение, которая обеспечивает вывод на, индикатор 19 результата в единицах напряжения.

Предлагаемое устройство повышает точ- иость измерения за счет нормализации амплитуды входного сигнала, исключения возможности настройки фильтра на более высокие тона колебаний стержней.

QФормула изобретения

Устройство для контроля напряжения в арматурных элементах при производстве железобетонных изделий, содержащее датчик колебаний, который подключен к входу согласующего блока, управляемый фильтр, выход которого соединен с входом первого формирователя, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности контроля, оно снабжено делителем частоты, генератором им0 пульсов, вторым формирователем, компаратором, усилителем, источником опорного напряжения, счетчиком и блоком обработки, причем выход согласующего блока соединен через усилитель с первым входом управляемого фильтра, выход которого соединен с входом второго формирователя, выход которого подключен к первому входу компаратора, второй вход которого подключен к источнику опорного напряжения, второй вход управляемого фильтра соединен с выходом

0 делителя частоты, первые входы делителя частоты и счетчика соединены с генератором импульсов, выход первого формирователя подключен к второму входу счетчика, выходы генератора импульсов, счетчика и компаратора подключены соответственно к инфор5 мационным входам блока обработки, выход которого подключен к второму входу делителя частоты.

5

Конец Фиг.2

С Начало

Г

Ьш начамного знакния тзчирщиента деления N

тЯталшога знтения Р {ааранпр никла axii uHUjMCr( Коней. iinanpauM фильтру

( Начало J

Г

ВооП параметра цикла измерения L

Воод числй измеряемых nepuoaoSn

Опрос оь/моа форми- робателя

Цтение значения измеряе- ного периода Тп

i

Подготодха cvemwrn к cjieoijwu4eMU измерению

( Конец измерения )

Нет

( Коней. Г мзнерения периода)