Устройство для автоматического контроля набора прочности твердеющего бетона Советский патент 1979 года по МПК G01N3/38 G05D27/02 

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для автоматического контроля набора прочности твердеющего бетона, содержащем датчик-контрактомер с герметичными сосудами, дифференциатор и формирователь сигналов, датчик-контрактомер снаб рчен упругими манометрическими -элементами и ламной-механотроном, дифференциатор вынолнен с аналого-цифровым преобразователем, блоком памяти, цифроаналоговыми преобразователями и суммирующим усилителем, а формирователь сигналов - с источником регулируемого напряжения, компаратором и счетчиком, причем герметичные сосуды через унругие манометрические элементы нодключены к лампе-мехапотрону, подключенному через последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь н блок памяти ко входу цифро-аналоговых преобразователей, выход которых соединен с соответствуюпдим входом суммирующего усилителя, выход которого подключен к одному из входов компаратора, другой вход которого соединен с источником регулируемого напряжения, а выход компаратора подключен к счетчику.

На чертеже изображена блок-схема устройства. В схему включены: два герметичных сосуда 1 и 2, упругие манометрические элементы 3 и 4, электронная лампа-механотрон 5, в измерительной схеме элементы 1-5 составляют датчик-контрактомер, аналого-цифровой преобразователь 6, регистры 7, 8 и 9, которые образуют блок памяти, цифро-аналоговые преобразователи 10, И, 12, суммирующий усилитель 13 (элементы 6-13 образуют дифференциатор), компаратор И, счетчик по модулю 15, источник регулируемого ианряжения 16 (элементы 14 -16 составляют формирователь сигнала о готовности бетона).

Устройство работает следующим образом. В процессе твердения бетона между сосудами 1 и 2 с бетоном и его моделью возникает разность давлений, которая посредством упругих манометрических элементов 3, 4 перемещает щтырь механотрона 5, на выходе измерительной (например мостовой) схемы которого возникает электрический сигнал X (сигнал контракции), характеризующий прочность бетона. Сигнал X поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 6, превращается в цифровую форму, а затем записывается в регистр 7. При каждом последующем отсчете осущеетвляется сдвиг записанной информации из регистра 7 в 8 и т. д. Таким образом, в блоке памяти веегда хранятся п соседних отсчетов сигнала X, используя которые но формулам численного дифференцирования определить значение первой производной. В силу того, что сигнал контракции содержит елучайные флуктуации, следует применять помехоустойчивый алгоритм дифференцирования (например алгоритм Лонцоща, который позволяет оценить сглаженное значение производной).

При применении алгоритма Ланцоща, значение производной оценивается по формуле:

к

S -,4.

Г1---К

х,

к

2. j.i

где Xi,.-, -отсчет сигнала X в момент времени (t-f а) 7;

Xi - значение производной сигнала X

в момент времени IT; Т - интервал дискретизации; /С - число отсчетов сигнала /Y слева н справа от точки iT, используемых при определении производной.

В этом случае число регистров в блоке памяти .

Если определять производную по семи отсчетам, то приведенное выще выражение имеет вид:

Х-

3 г-з-2X -2--- /-1 1 28

Применение алгоритмов численного дифференцирования, предполагает выполнение

арифметических операций с отсчетами сигнала X, для чего они преобразуются в аналоговый сигнал с помощью цифро-аналоговых преобразователей 10-12 и суммируются с нужными весами и знаками с помощью

операционного усилителя 13, на выходе которого получают сглаженное значение производной X, которое может быть использовано для управления процессом тепловлажностной обработки бетона. Также сигнал X

поступает на вход компаратора 14, на второй вход которого поступает от источника 16 сигнал , характеризующий минимальную скорость роста прочности бетона, при которой можно окончить тепловлажностную обработку бетона. Ветон следует считать готовым, если Л раз выполнится условие , меньше или равно Xmm-Реализуется проверка указанного условия через интервалы времени Т с помощью компаратора 14 и счетчика 15. Изменяя Л в счетчике, можно изменять степепь доверия к полученному результату. Появление сигнала «готов на выходе счетчика 15 свидетельствует о достижении бетоном требуемой

прочности.

Предлагаемое устройство нозволяет повысить точность в онределении момента готовности бетона, а следовательно, уменьщить энергетические затраты на избыточную тепловлажностную обработку. Кроме

того, получение сглаженного значения производной от сигнала контракции, позволяет управлять скоростью твердения бетона, что важно, так как при слишком быстром твердении в бетоне возможно возникновение микротрещин, снижающих качество изделий.

Формула изобретения

Устройство для автоматического контроля набора прочности твердеющего бетона, содержащее датчик-контрактомер с герметичными сосудами, дифференциатор и формирователь сигналов, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности определения готовности бетона и надежности работы устройства, датчик-контрактомер снабжен упругими манометрическими элементами и лампой-механотроном, дифференциатор выполнен с аналого-цифровым преобразователям, блоком памяти, цифроаналоговыми преобразователями и суммирующим усилителем, а формирователь сигналов - с источником регулируемого напряжения, компаратором и счетчиком, причем герметичные сосуды через упругие манометрические элементы подключены к лампе-механотрону, подключенному через последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь и блок памяти к входу цифро-аналоговых преобразователей,

выход которых соединен с соответствующим входом суммирующего усилителя, выход которого подключен к одному из входов компаратора, другой вход которого соединен с источником регулируемого напряжения, а выход компаратора подключен к счетчику.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 280964, кл. G 01N 33/38, 1969.

2.Авторское свидетельство СССР № 267157, кл. G 01N 33/38, 1968.

X