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

О

4J ел

Ov

о

Ль

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для нераз- рушающих измерений механических напряжений в забетонированной арматуре готовых железобетонных конструкций.5

Цель изобретения - повышение точности измерения механических напряжений в арматуре готовых железобетонных конструкций.

На фиг. 1 представлена блок-схема уст- 10 ройства для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 - зависимость значения напряженности магнитного поля стержневого электромагнита, имеющего сердечник из стали 342 размерами 12,0x1,0x1,0 см, и 15 обмоткой, состоящей из 1000 витков медно- го провода типа ПЭВ диаметром 1,0 мм, от расстояния до его пол юса при токе намагничивания 1А; на фиг. 3 -- зависимость значения напряженности магнитного поля на 20 Поверхности арматурного стержня, при котором начинается Еюзбуждение импульсов магнитных акустических шумов, от значения растягивающих механических напряжений для арматурного стержня класса A--V 25 марки стали 23 X 2 Г2Т диаметром 25 мм.

Устройство для реализации предлагаемого способа (фиг. 1) содержит электромагнит 1, амперметр 2, низкочастотный генератор 3, пьезодатчик 4, широкополое- 30 ный усилитель 5, счетчик 6 импульсов.

Измерение механических напряжений в забетонированной арматуре осуществляется следующим образом.

Ток низкочастотного генератора 3 пита- 35 ет обмотку электромагнита 1, который пере- магничивает контролируемый арматурный стержень полем низкой частоты.

Значение намагничивающего тока фиксируется по показаниям амперметра 2. 40

Регистрация импульсов магнитных акустических шумов ведется с помощью пьезо- датчика 4, установленного на торце арматурного стержня, Пьезодатчик 4 преобразует сигнал магнитных акустических шу- 45 мов, наводимых при перемагничивании арматурного стержня, в электрический сигнал, который после усиления широкополосным усилителем 5 поступает на вход счетчика 6 импульсов. Момент начала воз- 50 буждения магнитных акустических шумов соответствует моменту регистрации первого импульса магнитных акустических шумов счетчиком импульсов 6,

В процессе контроля напряженность 55 магнитного поля увеличивается. При достижении напряженностью магнитного поля значения, соответствующего моменту начала возбуждения магнитных акустических шумов, фиксируют значение намагничивающего тока. Значение напряженности магнитного поля на поверхности арматурного стержня определяют на основании зависимости: значение напряженности магнитного поля электромагнита - расстояние от полюса электромагнита, установленной путем предварительной тарировки в лабораторных условиях для тока намагничивания 1А, из соотношения Нз Но Is,

где No - значение напряженности магнитного поля при намагничивающем токе 1 А и расстоянии от полюса электромагнита до поверхности арматурного стержня г, кА/м; Is значение тока намагничивания, соответствующего моменту начала регистрации импульсов магнитных акустических шумов, А.

Растягивающие механические напряжения в арматурном стержне определяют по значению напряженности магнитного поля на поверхности арматурного стержня с помощью зависимости - значение напряженности магнитного поля на поверхности арматурного стержня, при котором начинается возбуждение импульсов магнитных акустическим шумов - значение растягивающего механического напряжения, установленной путем предварительной тарировки в лабораторных условиях.

Так, например, при проведении контроля за качеством натяжения арматуры в железобетонных плитах типа ПАГ, армированных арматурными стержнями класса A-V диаметром 25 мм и марки стали 23Х 2Г2Т с толщиной защитного слоя бетона 40 мм, измерения выполняют следующим образом. Стержневой электромагнит, имеющий сердечник из стали 343 размерами 12,0x1,0x1,0 см и обмотку, состоящую из 1000 витков медного провода типа ПЭВ диаметром 1,0 мм, устанавливают на плиту над контролируемым стержнем в исследуемом месте, Закрепляют пьезодатчик типа П113- (0,2-0,5) - 3 на торце арматурного стержня. Подают на обмотку электромагнита переменный ток частотой 0,001 Гц и амплитудой 4 А от низкочастотного генератора. При достижении напряженностью магнитного поля некоторого определенного значения, соответствующего напряженному состоянию контролируемого участка арматурного стержня, на пьезодатчик начинают поступать импульсы магнитных акустических шумов,

Эти импульсы преобразуются пьезодат- чиком в электрический сигнал и затем усиливаются широкополосным усилителем с полосой частот 20-1000 кГц и коэффициентом усиления 80 дБ.

Электрический сигнал с выхода усилителя подают на вход частотомера типа 43- 33, работающего в режиме счета.

Изменение показаний счетчика частотомера соответствует моменту начала возбуждения импульсов магнитных акустических шумов в арматурном стержне. При этом фиксируют значение намагничивающего тока по показаниям амперметра Р 386. По зависимости, представленной на фиг. 2, определяют значение напряженности магнитного поля на поверхности арматурного стержня при намагничивающем токе 1 А. На фиг. 2 обозначено Н0 -значение напряженности магнитного поля; г - расстояние от полюса электромагнита.

По формуле определяют значение напряженности магнитного поля на поверхности арматурного стержня. При расстоянии от полюса электромагнита до поверхности арматурного стержня, равном толщине защитного слоя бетона 40 мм, и токе намагничивания 1,6 А значение напряженности магнитного поля на поверхности арматурного стержня равно 7,7 кА/м.

По зависимости, представленной на фиг. 3, определяют механические напряжения в арматурном стержне. На фиг. 3 обозначено Hs - значение напряженности магнитного поля на поверхности арматур- ного стержня, при котором начинается возбуждение импульсов магнитных акустических шумов; и - значение растягивающего механического напряжения.

При значении напряженности магнит- ного поля 7,7 кА/м механические напряжения в арматурном стержне составляют

360 мПа. Аналогичные измерения проводят на других участках контролируемого арматурного стержня, а также с другими остальными арматурными стержнями.

Определение механических напряжений по величине напряженности магнитного поля на поверхности арматурного стержня, соответствующего моменту начала возбуждения импульсов магнитных акустических шумов, позволяет исключить влия- ние на результаты измерений пространственной неоднородности магнитного поля и неравномерности распределения механических напряжений по длине, арматурного стержня и, следовательно, повысить точность измерения механических напряжений в арматуре готовых железобетонных конструкций.

Формула изобретения

Способ определения механических напряжений в арматуре готовых железобетонных конструкций, заключающийся в том, что перемагничивают контролируемый арматурный стержень внешним магнитным полем и определяют механические напряжения, действующие в нем, по его магнитному состоянию, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в качестве параметра, характеризующего магнитное состояние арматурного стержня, используют значение напряженности магнитного поля на поверхности арматурного стержня в момент, соответствующий началу возбуждения импульсов магнитных акустических шумов.

W 20

30 W

Фиг. 2

50 Г, fill

Изобретение относится к приборостроению и позволяет повысить точность измерений Над контролируемым участком арматурного стержня устанавливают электромагнит 1, который перемагничивает этот участок полем низкой частоты. Значение намагничивающего тока фиксируется по амперметру 2. Увеличивают напряженность магнитного поля до значения Hs, соответствующего моменту начала возбуждения магнитных акустических шумов. Регистрация шумов производится счетчиком 6 импульсов по сигналу пьезодатчика 4, установленного на контролируемом арматурном стержне. Величину механических напряжений в арматурном стержне определяют по напряженности магнитного поля Hs на поверхности стержня с помощью градуиро- вочной зависимости, установленной путем предварительной тарировки в лабораторных условиях. 3 ил.

250

Фиг.З

Составитель И. Мальгинова Редактор М. ЯнковичТехред М.Моргентал

sbo в.мпа

Корректор А. Осауленко