[1]Изобретение относится к области неразрушающего контроля несущих металлических конструкций зданий и сооружений, позволяет определять предельное состояние конструкции по изменению структуры материала, предельным деформациям и автоколебаниям конструкции.
[2]Принята известная за прототип система комплексной безопасности эксплуатации конструкций зданий и сооружений (патент РФ на изобретение №125709, заявлен 13.07.2012). Многоканальное акустико-эмиссионное устройство с видеонаблюдением для диагностики металлических конструкций позволяет проводить регистрацию и оценку параметров, сигналов акустической эмиссии, оцифровку акустических сигналов, фильтрацию помех, вычисление спектральных характеристик акустических сигналов, их предварительную обработку.
[3]Преимуществом устройства является то, что оно позволяет одновременно проводить видеонаблюдение деформаций, следить за состоянием микроструктуры материала конструкции. Недостатком устройства является то, что оно не позволяет регистрировать виброколебания конструкции, а также температуру среды.
[4]Задачей изобретения является определение предельного состояния конструкции по изменению структуры материала как на основе получения и обработки сигналов акустической эмиссии, так и видеонаблюдения за состоянием элементов конструкций здания или сооружения, а также проводить измерения автоколебаний, для определения момента вхождения конструкции в резонанс, с учетом температуры конструкции либо среды.
[5]Технический результат, достигаемый заявленной полезной моделью, заключается в повышении качества прогнозирования предельного состояния и расширении возможностей системы для диагностирования безопасной работоспособности металлических конструкции.
[6]Технический результат достигается тем, что в систему комплексной безопасности эксплуатации конструкций зданий и сооружений, содержащей пьезоэлектрические датчики, усилители аналогового сигнала, видеокамеры, устройство приема-передачи, экранированный компьютер, дополнительно включены акселерометры, усилители аналогового сигнала, устройство приема-передачи, подключенное к экранированному компьютеру, находящемуся внутри корпуса, датчик температуры.
[7]Ограничительные признаки полезной модели: пьезоэлектрические датчики, расположенные внутри корпуса, усилители аналогового сигнала и устройство приема-передачи, подключенные к компьютеру, видеокамера, подключенная через расположенный внутри корпуса аналого-цифровой преобразователь (АЦП), подключенная к экранированному компьютеру. Отличительные признаки полезной модели: акселерометры и подключенные через расположенные внутри корпуса усилители аналогового сигнала и аналого-цифровой преобразователь (АЦП) к компьютеру, расположенному внутри корпуса, датчик температуры.
[8]Схема устройства показана на чертеже, где обозначено:
[9]1 - пьезоэлектрические датчики;
[10]2 - усилитель аналогового сигнала;
[11]3 - устройство приема-передачи;
[12]4 - компьютер (переносной) ПЭВМ;
[13]5 - программное обеспечение (ПО);
[14]6 - панель оператора;
[16]8 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП);
[17]9 - программное обеспечение (ПО);
[19]11 - усилитель аналогового сигнала;
[20]12 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП);
[21]13 - программное обеспечение (ПО);
[23]15 - датчик температуры.
[24]Устройство работает следующим образом. Устройство комплексной безопасности эксплуатации конструкций закрепляется на исследуемой металлической конструкции. Пьезоэлектрические датчики 1 регистрируют сигналы акустической эмиссии, возникающие в материале конструкции. Данные через усилители аналоговых сигналов 2 поступают на устройство приема-передачи 3. Затем информация обрабатывается в компьютере 4, где с помощью программного обеспечения 5 происходит анализ данных. Видеокамера 7, расположенная в корпусе, подключена через АЦП 8 к компьютеру 4, где с помощью программного обеспечения 9 обрабатываются видеоизображения элементов конструкции. Акселерометры 10, расположенные внутри корпуса, считывают частоту и амплитуду колебаний конструкции. Далее данные после усилителей аналоговых сигналов 11 отправляются на устройство АЦП 12. Датчик температуры 15 регистрирует температуру среды. Затем информация поступает в компьютер 4, где с помощью программного обеспечения 13 происходит анализ данных.
[25]Пьезоэлектрические датчики 1, видеокамера 7, акселераторы 10, датчик температуры 15 являются внутренними частями устройства, располагаются внутри корпуса 14. Устройство содержит панель оператора со звуковым и световым сопровождением 6, находящуюся на корпусе.
[26]При вхождении конструкции в резонанс происходит вывод аналоговых сигналов проблемной зоны на панель оператора, что, в свою очередь, дает возможность дополнительно регистрировать автоколебания конструкции и по частоте, и амплитуде, контролировать их величину по отношению к расчетному, резонансному значению колебаний. В случае возникновения критического состояния в структуре материала происходит вывод сигнала на панель 6 оператора со звуковым и световым сопровождением для принятия решения об осмотре конструкции или эвакуации.
[27]Постоянные циклические воздействия на материал вызывают перестроение внутренней структуры материала, что является источником акустической эмиссии. Зная закономерности изменения параметров акустической эмиссии, с учетом температуры среды можно прогнозировать наступление предельного состоянии и разрушение конструкции.
[28]Виброконтроль позволяет отслеживать геометрические изменения конструкции и предотвращать наступление предельного состояния строительных конструкций.
[29]При возникновении подобной ситуации данное устройство позволит своевременно среагировать на возникшую чрезвычайную ситуацию.
