Способ определения механических напряжений в арматуре готовых железобетонных конструкций Советский патент 1991 года по МПК G01L1/12 

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для неразрушающего измерения механических напряжений в забетонированной арматуре готовых железобетонных конструкций.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет определения величины и знака действующих механических напряжений.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства для реализации предлагаемого способа; на фиг.2 - зависимость значения отношения максимальной частоты излучения импульсов магнитных акустических шумов в области положительных полей к максимальной частоте излучения импульсов магнитных акустических шумов в области

отрицательных полей от механических напряжений для арматурного стержня класса А-1У марки стали 20ХГ2Цдиаметром 12 мм.

Устройство для реализации предлагаемого способа (фиг.1) содержит электромагнит 1, амперметр 2. низкочастотный генератор 3, пьезодатчик 4, широкополосный усилитель 5, частотомер 6.

Контроль напряженного состояния забетонированной арматуры осуществляется следующим образом.

Ток низкочастотного генератора 3 питает обмотку электромагнита 1,который перемагничивает контролируемый арматурный стержень полем низкой частоты. Значение намагничивающего тока и его направление фиксируются по показаниям амперметра 2.

О

о

00

со vj о

В процессе измерений частотомер 6 производит измерение частоты излучения им-« пульсов магнитных акустических шумов, наводимых в арматурном стержне при его перемагничивании, которые преобразуются в электрический сигнал пьезодатчиком 4 и усиливаются после этого широкополосным усилителем 5.

По показаниям частотомера 6 в течение половины периода перемагничивания регистрируют частоту излучения импульсов магнитных акустических шумов. При этом регистрацию импульсов магнитных акустических шумов начинают при достижении намагничивающим током максимального значения, а знак магнитного поля определяют по направлению намагничивающего тока, фиксируемого по показаниям амперметра 2.

Затем определяют значение максимальных частот излучения импульсов магнитных акустических шумов в области положительных полей и в области отрицательных полей и вычисляют их отношение. Значение механических напряжений в арматурном стержне определяют по значению этого отношения с помощью зависимости значение отношения максимальной частоты излучения импульсов магнитных акустических шумов в области положительных полей к максимальной частоте излучения импульсов магнитных акустических шумов в области отрицательных полей - значение механических напряжений в арматурном стержне, установленной путем предварительной тарировки в лабораторных условиях (фиг.2).

Так, например, при проведении контроля за напряженным состоянием арматуры в железобетонных балках типа ПНБ-1, армированных арматурными стержнями класса А-1У марки стали 20ХГ2 Ц диаметром 12 мм, измерения выполняют следующим образом. Электромагнит, обмотка которого состоит из 2000 витков провода типа ПЭВ диаметром 1,0 мм, устанавливают на плиту над контролируемым арматурным стержнем в исследуемом месте и подают на его обмотку переменный ток частотой 0,01 Гц и амплитудой 5 А от низкочастотного генератора. Закрепляют пьезодатчик типа ПМЗ - (0,2-0,5) - 3 на торце арматуры. Электрические импульсы, генерируемые пьезодатчиком, усиливают широкополосным усилителем с полосой частот 20-1000 кГц и коэффициентом усиления 80 дБ. Электрический сигнал с выхода широкополосного усилителя подают на вход частотомера 43-33, работающего в режиме измерения частоты. Текущее значение намагничивающего тока

и его направление фиксируют по показаниям амперметра Р 386.

Регистрацию импульсов магнитных акустических шумов начинают при достижении

намагничивающим током значения 5 А и продолжают до момента достижения намагничивающим током значения - 5 А. При этом регистрируют частоту излучения импульсов магнитных акустических шумов, наводимых

0 в арматурном стержне. По результатам измерений частоты излучения импульсов магнитных акустических шумов за половину периода перемагничивания находят значения максимумов частот излучения в области

5 положительных полей и в области отрицательных полей и находят их отношение. При максимальной частоте излучения импульсов магнитных акустических шумов в области положительных полей, равной 92, и при мак0 симальной частоте излучения импульсов магнитных акустических шумов в области отрицательных полей, равной 83, отноше-- ние максимальных частот составляет 1,1. По зависимости, представленной на фиг.2, оп5 ределяют значение механических напряжений в арматурном стержне. На фиг.2 обозначено R - значение отношения максимальной частоты излучения импульсов магнитных акустических шумов в области

0 положительных полей к максимальной частоте излучения импульсов магнитных акустических шумов в области отрицательных полей; а- значение механических напряжений. При значении отношения, равном 1,1,

5 в арматурном стержне действуют сжимающие напряжения, значение которых составляет 57 мПа.

Аналогичные измерения проводят на других участках контролируемого арматур0 ного стержня, а также с остальными арматурными стержнями.

Однозначность зависимости значения отношения максимумов частот излучения магнитных акустических шумов в области

5 положительных полей и в области отрицательных полей, полученной за половину периода перемагничивания, от механических напряжений на всем диапазоне сжимающих и растягивающих нагрузок позволяет обес0 печить определение как значения, так и знака механических напряжений.

Формул а изобретения Способ определения механических напряжений в арматуре готовых железобе5 тонных конструкций, включающий перемагничи- вание контролируемого арматурного стерж- ня внешним магнитным полем, регистрацию импульсов магнитных акустических шумов, наводимых в арматурном стержне, и определение механических напряжений, действующих в нем, по его магнитному состоянию, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет определения величины и знака действующих механических напряжений, импульсы магнитных акустических шумов регистрируют в течение поло- вины периода перемагничивания,

измеряют частоту излучения импульсов магнитных акустических шумов, определяют максимальные значения частоты излучения импульсов магнитных акустических шумов в области положительных полей и в области отрицательных полей и по их отношению определяют магнитное состояние арматурного стержня.

Изобретение относится к области измерительной техники и позволяет расширить функциональные возможности способа измерения механических напряжений в готовых железобетонных конструкциях за счет определения величины и знака этих напряжений. Ток низкочастотного генератора 3 питает обмотку электромагнита 1, который перемагничивает контролируемый арматурный стержень. Значение и знак тока фиксируются по амперметру 2. Магнитные акустические шумы, наводимые в стержне, преобразуются в электрический сигнал пьезодатчиком 4 и усиливаются широкополосным усилителем 5. По частотомеру 6 определяют значения максимальных частот сигнала пьезодатчика 4 в области положительных полей и в области отрицательных полей и определяют их отношение. Значение и знак измеряемых механических напряжений определяют по значению этого отношения с помощью экспериментальной зависимости. 2 ил.

ь V

«л

.

R

0.5

&

А

А V

Ь

V

д

чье

Фиг.1