Способ автоматического контроля за работой валкового виброуплотнителя (его варианты) и устройство для его осуществления (его варианты) Советский патент 1982 года по МПК B28B1/08 G01N33/38 G01N33/38 

Кроме того, измеряют составляющую вибрационного движения второго валка, на основе измеренных составляющих вибрационного движения вычисляют для каждого валка амплитуды колебаний первой,второй и третьей гармоник и относительную степень уплотнения путем суммирования с весовыми коэффици ентам 1 амплитуд на выделенных частотах, а в качестве параметра, характе ризукадего качество уплотнения, используют отноиение разности вычисленных относительных степеней к их (сумме. Устройство для автоматического контроля за работой валкового виброуплотнителя, включающее датчик вибра ции одного валка, соединенный с первым предварительным усилителем, и блок регистрации, снабжено фильтрами первой и второй, гармоник и двумя измёрителями амплитуды, причем выход первого предварительнЬго усилителя соединен с входами фильтров первой и второй гармоник, выходы которых соединены через соответствующие пернлй и второй измерители амплитуды с блоком регистрации, внполненным в виде первого блока деления, Кроме того, устройство автоматического контроля за работой валковог виброуплотнителя включающее датчик вибрации одного валка, соединенный с первым предварительным усилителем и блок регистрации, снабжено фильтра ми первой, второй и трет1эей гармоник и тремя измерителями амплитуды, а бл регистрации выполнен в виде первого блока суммирования и первого блока деления, причем выход первого предварительного усилителя соединен с входами фильтров первой, второй и третьей гармоник, выход фильтра первой гармоники соединен через первый измеритель амплитуды с первым входом первого блока деления, выход фильтра второй гармоники соединен через втор измеритель амплитуды с первым входом первого блока суммирования, выход фильтра третьей гармоники соединен ч рез третий измеритель амплитуды с вторым входом первого блока суммирования, выход которого подключен к вт рому входу первого блока деления. Устройство автоматического контроля валкового виброуплотнителя,вклю чающее два датчика вибрации одного валка, соединенных с первым предварительным усилителем, и блок регистрации , снабжено двумя датчиками вибрации второго валка, соединенными с вторым предварительным усилителем, и для каждого валка фильтрами первой, второй и третьей гармоник и тремя Измерителями амплитуды, а блок регистрации выполнен в виде четырех блоков суммирования и трех блоков деления, причем выходы первого предварительного усилителя подключены :..-. через соответствующие фильтр второй гармоники и первый измеритель амплитуды к первому входу первого блока суммирования, через соответствующие фильтр третьей гармоники и второй измеритель амплитуды - к второму входу первого блока cy lмиpoвaния и через соответствующие фильтр первой гармоники и третий измеритель амплитуды к первому входу первого блока деления, к в,торому входу которого подключен выход первого блока суммирования, -выходы второго предварительного усилителя подключены через соответствующие фильтр второй гармоники и первый измеритель амплитуды к первому входу второго блока суммирования, через соответствующие фильтр третьей гармоники и второй измеритель амплитуды - к второму входу второго блока суммирования и через соответствующие фильтр первой гармоники и третий измеритель амплитуды к первому входу второго блока деле-/ ния, к второму входу которого подключен выход второго блока суммирования , выходы первого блока деления подключены к первым входам третьего и четвертого блоков суммирования, выходы второго блока деления соединены с вторыми входами третьего и четвертого блоков суммирования, а выходы третьего и четвертого блоков суммирования подключены к пepвo 1y и второму входам третьего блока деления. На фиг,1 дана блок-схема,иллюстрирующая первый вариант реализации согласно изобретению с одним валком; на фиг. 2 - блок-схема, иллюстрирующая второй вариант реализации согласно изобретению с одним валкому на фиг. 3 - блок-схема, иллюстрирующая устройство, предназначенное специально для применения в виброкатках, имеющих два валка. Узел 1 (фиг. 1) схематически изображает ту. часть виброуплотнителя, которая контактирует с материалом (например, содержащим грунт, гравий, возникающий в результате взрывных работ, или асфальт основания, подежащего уплотнению). Вибрационное движение, создаваемое вибратором, прикладывается к узлу 1. Вибратор 2 может содержать вращающуюся массу, центр тяжести которой не совпадает с осью вращения. Для оростоты предположим,что это движени имеет основную частоту, хотя это движение может содержать несколько составляющих с разными основными ч:астотами. Результирующее вибрационное движение узла 1 определяется не только движением вибратора, но также свойствами грунта. Следовательно, при изменении свойств грунта в результате егоуплотнения вибрационное движение узла 1 будет меняться. Датчик 3 воспринимает вибрационное двилсение во .время уплотнения грунта. Связь между датчиком 3 и узлом 1 изображена параллельными разорванными линиями. Датчик 3 сконструирован таким образом, чтобы воспринимать движение только в одном направлении, и установлен на уплотнителе таким образом, чтобы воспринимать вертикальную составляющую виб рационного движения. Выходной сигналы, представляющий эуу составляющую (сигнал составляющей движения), отводится от датчика и показан на фиг. 1 в виде выхода датчика. Сигнал с датчика подается на предварительный усилитель 4, который усиливает этот сигнал до необходимого уровня, и затем этот сигнал поступает на. два полосно-пропускающих фильтра 5 и 6. Усилитель 4 также служит для согласований сопротивлений. Первый фильтр 5 настроен таким образом, что в его полосу пропус-. кания попадает первая гармоника.Таким образом, первый фильтр отделяет первую гармоническую составляющую от других составляющих движения, и эта выделенная составляющая имеет частоту, обычно соответствующую основной : частоте.Выходной сигнал первого фильт ра, упомянутая составляющая, подводится к измерителю амплитуды 7, как показано на фиг. 1, и выходной сигн-ал этого измерителя представляет с бой амплитуду первой гармжнической составляющей. Второй фильтр б настроен так, что в его полосу пропускания попадает вт рая гармоника. Таким образом, второй фильтр выделяет вторую гармоническую составляющую из сигнала составлягацей движения. Выходной сигнал второго фильтра б т.е. гармоническая составляющая,подводится к измерителю 8 амплитуды, ко торый вырабатывает выходной сигнал, соответствующий амплитуде второй гар монической составляющей. Сигналы с выходов измерителей 7 и 8 амплитуды подводятся к блоку 9 деления, который вырабатывает выходной сигнал, представляющий собой отношение амплитуд первой и второй гар монических составляющих.Выходной сиг Нс1Л может либо выводиться на устройство индикации (не показано) для наблюдения оператором уплотняющего механизма, либо к прибору управления (, не показан) для управления одним ил более параметрами уплотняющего механизма. В варианте реализации (фиг. 1) ис пользуется только один датчик. В некоторых случаях это может привести к трудностям, например при расположении датчика таким образом, что сигнал составляющей движения от него является оптимальным. Очень часто положение датчика может оказаться несколько несимметричным или смещенным относительно центра по отнслиению к существенным элементам узла 1.. Иногда это можно частично скомпенсировать применением двух датчиков для восприятия вибрационного движения узла 1, предпочтительно размещенных симметрично относительно этого узла или его существенных элементов. На фиг. 2 показан вариант реализации предлагаемого устройства, в кото.ром на узле 10 с вибратора 11 используются два датчика 12 и 13, а также две гармонические составляющие с разными частотами. Сигнал составляющей движения выводится из каждого датчика и представляет собой вертикальную составляющую движения. Эти два сигнала составляющих движения суммируются и усиливаются в предварительном усилителе 14, выходной сигнал которого подводится к трем фильтрам 15-17, первые два из которых вместе с измерителями 18 и 19 амплитуды сконструированы и работают,как два фильтра, описанных в .первом варианте реализации предлагаемого устройства (фиг. и Третий фильтр 17 (фиг. 2) настроен таким образом, что в его полосу пропускания попадает третья гармоника, сигналы с частотами, существенно выше третьей гармоники (т.е. включающие четвертую гармонику) и существенно ниже третьей гармоники (т.е. включающие вторую гармонику) подавляются. Таким образом, этот полосно-пропускающий фильтр выделяет другую составляющую сигнала составляющей движения , и этот, сигнал подводится к измерителю 20 амплитуды. Сигналы с выходов измерителей 19 и 20 амплитуды подключаются к входам блока 21 суммирований, который создает выходной сигнал, представляю11 1й взвешенную сумму амплитуд двух гармонических Составляющих, и подводит совместно с выходным сигналом измерителя амплитуды 18 к блоку 22 делений, который работает так же, как блок 9 деления (фиг. 1), создавая выходной сигнал, представляющий собой отношение взвешенной суммы амплитуд двух гармонических составляющих к a mлитyдe первой гармоники. Описанные варианты реализации предлагаемого устройства используют сигналы составляющей движения, представляющие вертикальную составляюцую вижения и воспринимаемую одним или

более датчиками. Однако в пределах данного изобретения могут также использоваться датчики, вырабатывающие

сигнал составляющей движения, представля :мей горизонтальную составляющую движения. Такие датчики полезны, 5 например, когда требуется большая информация, касающаяся степени уплотнения, чем может быть получена с помощью сигнала сбставляющей движения, представляющей вертикальную 10 составляющую движения одного или более датчиков.

Практическая реализация виброкаткового механизма (фиг. 1), имеющего один валок уплотнителя, показала хо- 5 рошие результаты. Однако, результаты полученные при использовании виброкаткового механизма с двумя валками, оказашись менее удачными, так как вибрационные перемещения грунта, вы- п зываемые вибрацией одного из катков, накладываются на вибрационные перемещения грунта, вызываемые вибрацией второго валка, кроме того, шасси виброкаткового механизма могут создавать je взаимодействия между вибрационными движениями валков. Вследствие этого, устройства (фиг. 2 и фиг. 1.)следует считать наиболее применяемыми в уплотнителях, которые не содержат две или более частично независимые части, соообщающие вибрацию основанию.

На фиг. 3 схематически показано устройство, которое практически целесообразно применять с уплотнителями с двумя валками, хотя это устройство 35 может также использоваться для уплотнителей, содержащи с два узла 23 и 24, которым сообщено,, по крайней , мере, частичнонезависимое вибрационное движение одинаковых или разных 40 частот. Вибрационное движение узла 23 воспринимается датчиками 25 и 26, конструкция и работа которых аналогична конструкции и работе соответствующих датчиков (.фиг. 2). Выходные сигналы 45 датчиков 25 и i26 суммируются и усиливаются предварительно усилителем 27, выходной сигнал которого, обрабатывается фильтрами 28-30 и измерителями 31-.33 амплитуды, блоком 34 суммирова- JQ ния и блоком 35 деления так же, как и в варианте реализации, на фиг. 2. В результате сигнал на выходе блока деления 35 представляет собой отношение взвешенной суммы амплитуд rap- се монических составляющих к амплитуде первой гармоники. Вибрация узла 24 воспринимается датчиками 36 и 37, имеющими ту же конструкцию и работающими так же, как датчики на фиг. 2.

Сигналы с выходов датчиков 36 и 37 суммируются и усиливаются в предварительном усилителе 38, выходной сигнал которого обрабатывается тремя фильтрами 39-41, тремя измерителями 42-44 амплитуды, блоком 45 суммйро-

вания и блоком 46 деления , так же как обрабатывается сигнал с выхода усилителя 27. Следовательно, сигнал на выходе блока 46 деления представляет собой отношение взвешенной суммы амплитуд гармонических составляющих к амплитуде первой гармоники.

Выходные сигналы с блоков 35 и 46 подводятся к блокам 47 и 48 суммирования. Суммарный выходной сигнал S представляет собой сумму сигналов, а разностный сигнал d на выходе блока 48 суммирования - разность между сигналами. Выходные сигналы d и S подводятся; к блоку 49 деления, а выходной сигнал представляет собой отношение между разностью сигналов и их суммой.

Если устройство, показанное на фиг. 3, применяется, например, в двухвалковом уплотнителе для уплотнения асфальта, выходнои сигнал будет показывать относительную скорость уплотнения в течение рассматриваемого хода. Увеличение параметра г на протяжении одного хода механизма будет уменьшаться с увеличением числа ходов. Если увеличение уплотнения достаточно мало относительно общего уплотнения, то становится ясным, что достигнутое уплотнение равно почти максимальному, ко торое может быть достигнуто при неизменных условиях. При известном уве личении уплотнения относительно числа ходов параметр V- в сочетании .с сигналами к 12 и/или к 22 будет представлять собой меру абсолютной степени уплотнения, причем каждый из сигналов к 12 и к 22 отдельно показывает относительную степень уплотнения, создаваемого узлами 23 и 24 соответственно в течение рас:сматриваемого хода.

Очевидно, вариант реализации, изображений на фиг. 3, может быть видоизменен,

В одном из практических вариантов реализации устройства (фиг, 1) в качестве датчика 3 использовался акселерометр типа 4393 фирмы BriieC зг. Kjaer

Это техническое решение позволит повысить точность контроля.

Формула изобретения

1. Способ автоматического контроля за работой валкового виброуплотнителя, включеиощий измерение составляющей вибрационного движения одного валка уплотнителя и вычисление параметра, характеризующего качествоуплотнения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, на основе измерений составляющих вибрационного движения вычисляют амплитуды колебаний уплотнителя первой и второй гармоник, а качестно- уплотнения определяют из отношения аглплитуды колебаний второй гармоники к амплитуде колебаний первой гармоники. 2.Способ автоматического контрол за работой валкового виброупло.тнителя, включающий измерение составляющей вибрационного движения одного валка уплотнителя и вычисление параметра, характеризующего качество уплотнения, отличающийсятем, что, с целью повышения точности контроля, на основе измеренных составляющих вибрационного движения вычисляют амплитуды колебаний уплотнителя первой, второй и третьей гармоник, а качество уплотнения определяют из отношения взвешенной суммы амплитуд колебаний второй и третьей гармоник к амплитуде колебаний первой гармоники. 3.Способ автоматического контро. ля за работой валкового виброуплотнителя, включающий измерение составляющей вибрационного движения одного валка уплотнителя и вычисление параметра, характеризующего качество уплотнения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, дополнительно измеряют сос тавляющую вибрационного движения вто рого валка, на основе измеренных сос тавляющих вибрационного движения вычисляют для каждого валка амплитуды колебаний первой, второй и третьей гармоник и относительную степень уплотнения путем суммирования с весовыми коэффициентами амплитуд на выделенных частотах, а в качестве параметра, характеризующего качество уплотнения, используют отношение разности вычисленных относительных степеней к их сумме. 4.Устройство для автоматическо,го контроля за работой валкового виброуплотнителя, включающее датчик вибрещии одного валка, соединенный с первым предварительным усилителем, и &ЛОК регистрации, отличающе с я тем,что, с целью повышения точности, контроля, оно снабжено фильтрами первой и второй гармоник, и дву мя измерителями амплитуды, причем вы ход первого предварительного усилителя соединен с входами фильтров пер вой и второй гармоник, выходы которы соединены через соответствующие первый и второй измерители амплитуды с блоком регистрации, выполненным в виде первого блока деления. 5.Устройство для автоматического контроля за работой валкового виброуплотнителя, включающее датчик виб рации одного валка, соединенный с первым предварительным усилителем, и блок регистрации, отличающ е е с.я тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено фильтрами первой, второй и третьей гармоник и тремя измерителями амплитуды, а блок регистрации выполнен в виде первого блока сулмирования и первого блока деления, причем выход первого предварительного усилителя ч соединен с входами фильтров первой второй и третьей гармоник, выход фильтра первой гармоники соединен через первый измеритель амплитуды с первым входом первого блока деления, выход фильтра второй гармоники соединен через второй измеритель амплитуды с первым входом первого блока суммирования, выход фильтра третьей гармоники соединен через третий измеритель амплитуды с вторым входом первого блока суммирования, выход которого подключен к второму входу первого блока деления. б. Устройство для автоматического контроля за работой валкового виброуплотнителя, включающее два датчика вибрации одного валка, соединенных с первым предварительным усилителем, и блок регистрации, отличающееся тем/ что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено двумя датчиками вибрации второго валка, соединенными с вторым предварительным усилителем, и для каждого валка фильтрами первой, второй и третьей гармоник и тремя измерителями амплитуды, а блок регистрации выполнен в виде четырех блоков суммирования и трех блоков деления, причем выходы первого предварительного усилителя подключены через соответствующие фильтр второй гармоники и первый -измеритель амплитуды к первому входу первого блока суммирования, через соответствующие фильтр третьей гармоники и второй измеритель амплитуды - к второму входу первого блока суммирования и через соответствующие фильтр первой частоты и третий измеритель амплитуды- к первому входу первого блока деления, к второму входу которого подключен выход первого блока суммирования, второго предварительного усилителг подключены через соответствующие фильтр второй гармоники и первый измеритель амплитуды к первому входу второго бпока суммирования, через соответствующие фильтр третьей гармоники И второй измеритель амплитуды - к второму входу второго блока суммирования и через соответствующие фильтр первой гармоники и третий измеритель амплитуды - к первому входу второго блока деления, к второму входу которого подключен выход второго блока суммирования, выходы первого блока деления подключены к первым входам третьего и четвертого блоков суммирования, выходы второго блока деления соединены с вторыми входами третьего и четвертого блоков суммирования, а выходы третьего и четвертого блоков суммирования подключены к первому и второму входам третьего блока деления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США О 3599543, кл. G 01 N 33/38, 1971.

10

-Н+

а:

Фиг.З