CS273840B1 - Device for soils consolidation constant's continuous non-destructive measuring - Google Patents

Description

CG 273 040 Dl

Vynález se týká zařízení pro kontinuální nedestruktivní měření míry zhutnění zemin při jejich zhutňování zhutnovacím vibračním strojem.

patentového spisu EP č. 0 027 512 je známo zařízení pro měření míry uhutnění zpracovávající měřenou hodnotu, která je v relaci s účinným výkonem při pojezdu, v poměrně složité cLektronickó jednotce. Zařízení neumožňuje předvolení srovnávací hodnoty a tím ani signalizaci dosažení požadované míry zhutnění. Další zařízení ze signálu čidla umístěného na vibrující části zhutňovacího stroje vyhodnocuje v elektronické jednotce na bázi mikroprocesoru veličinu nelineárně úměrnou odchylce hodnot naměřených v ekvidistantních časových intervalech. Rozdíl zobrazovaných hodnot mezi nozhutněným a zhutněným stavem je však u tohoto zařízení poměrně malý a zařízení neumožňuje zjištění míry zhutnění celého hutněného úseku či plochy. Zařízení podle patentového spisu DE OS č. 27 10 011 snímá pouze jadrní složku pohybu vibrační části zhutňovacího 3troje, přičemž ze signálu jsou analogovým způsobem vyfiltrovány složky odpovídající prvnímu a druhému harmonickému kmitočtu a poměr složek slouží k posouzení míry zhutnění. Nevýhodou tohoto způsobu měření je možnost použití jen pro jednu, nejvýčc pro několik diskrétních frekvencí vibrace pracovní části zhutňovacího stroje, Zařízení podle čs. autorského osvědčení č. 252 407 snímá rázy vznikající při interakci vibrační části zhutňovacího stroje s podložím snímačem založeným na principu reproduktoru, přičemž signál je vyhodnocován v elektronické jednotce s mikropočítačem. Nevýhodou uvedených zařízení je jejich relativní složitost a tím poměřně vysoké pořizovací náklady, nízká životnost a omezená použitelnost při měření míry zhutnění zemin.

Výše uvedené nevýhody odstraňuje do značné míry zařízení podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že snímač vibrací je připojen přes mezilehlý zesilovač a dolnofrekvertční propust k signálovému vstupu A/D převodníku a současně ke vstupu obvodu fázového závěsu, přičemž výstup fázového závěsu je připojen ke spouštěcímu vstupu A/D převodníku. Datové výstupy A/D převodníku jsou opojeny s jednou vstupní bránou procesoru a dále stavový výstup Λ/D převodníku je spojen s přerušovacím vstupom tohoto procesoru, k němuž je připojena klávesnice, zobrazovač, datová parnčí a pamňí programu.

Zařízení podle vynálezu umožňuje zobrazení aktuální hodnoty míry zhutnění, srovnávání této hodnoty s předvolenou hodnotou uloženou v paměti a indikaci dosažení riebo překročení této hodnoty při měřoní. Zařízení dále umožňuje zjištění průměrné hodnoty míry zhutnění celého hutnčného úsoku či celá hutněné plochy a zobrazení procentuálního nárůstu této hodnoty oproti předcházejícímu přejezdu ve stejném směru jízdy. Ve srovnání s přístrojem pracujícím na principu analogové filtrace umožňuje popisované zařízení funkci v širokém rozsahu frekvencí vibrace pracovní části zhutňovacího stroje.

Na výkresech je znázorněno uspořádání zařízení podle vynálezu, kde na obr, 1 je základní verze zařízení pro měření míry zhutnění, na obr, 2 je verze doplněná kompresním zesilovačem a na obr. 3 verze doplněná prahovým detektorem.

Zařízení pro měření míry zhutnění znázorněné na obr, 1 je tvořeno snímačem 2 vibrací, který je připojen přes mezilehlý zesilovač 2 a dolnofrekvenční propust 3. k signálovému vstupu A/D převodníku _4 a současně k vstupu obvodu fázového závěsu 2, jehož výstup je připojen ke spouštěcímu vstupu A/0 převodníku 4_· Datové výstupy A/D převodníku 4_ jsou spoje ny s jednou vstupní bránou procesoru &_ a stavový výstup A/D převodníku 4. je spojen s přerušovaeím vstupem procesoru 6_, k němuž je dále připojena klávesnice 2> zobrazovač datová pamět 9 a paměj 10 programu.

Alternativním řešením jo zařízení s automatickou regulací úrovně signálu podle obr. 2. V tomto případě je snímač 1. vibrací připojen přes mezilehlý zesilovač 2 n dolnofrokvonční propust 2 ke vstupu kompresního zesilovače 11. Výstup kompresního zesilovače 1,1 je připojen k signálovému vstupu A/D převodníku 4. a současně ke vstupu obvodu fázového závěsu 2> jehož výstup je připojen ke spouštěcímu vstupu A/D převodníku 4. Datové výstupy A/D převodníku 4_ jsou spojeny s jednou vstupní bránou procesoru £ a stavový výstup Λ/D převodníku

CS 273 040 01 £ jo spojen s přerušovacím vstupom procesoru £, k němuž je dále připojena klávesnice £, zubrazovač 0., datová paničt 9 a poničí 10 programu.

Na obr. 3 je znázorněna zařízení pro měření míry zhutnění s automatickým potlučením signálů nízká úrovně. Zařízení jo tvořono snímačom £ vibrací, ktorý ja připojen přos mezilehlý zesilovač 2 a dolnofrekvenční propust £ ke vstupu prahového detektoru 12 a současně ku vstupu kompruaního zonllovučo ll. jehož výstup jo připojen k o lomil ovčinu vstupu Λ/Γ) převodníku £ a současně ko vstupu obvodu fázového závěsu £, Řídicí výstup prahového detektoru 12 je spojen s jedním přerušovacím vstupem procesoru £. Výstup fázového závěsu £ jo připojen ko spouštěcímu vstupu A/D převodníku £. Datové výstupy A/D převodníku £ jsou spojony s jednou vstupní bránou procesoru· £ a stavový výstup A/D přovodníku £ jo spojen s dalším přerušovacím vstupem procesoru £., k němuž je dále připojena klávesnice £, zobrazovač £, datová pamět 9 pamět £0 programu.

Funkce zařízení podle obr. 1 je taková, žo vibrace pracovní části zhutňovacího stroje jsou snímačem £ vibrací převedeny na elektrický signál, přičemž jako snímač vibrací je vhodné použít zejména piezoelektrický, pdpř. polovodičový či tenzometrický snímač zrychlení. Získaný elektrický signál je zesílen v zesilovači 2 a po odfiltrování rušivých částí spektra, majících původ v mechanická konstrukci vibračního zařízení v dolriofrekvenční propusti £, jo přiveden jednak na signálový V3tup A/D převodníku £, jednak na vstup obvodu fázového závěsu £. Oscilátor obvodu.»fázového závěsu generuje periodický signál, ktorý jo po vydělení sudým číslem větším než dvě (3 výhodou šestí, popř. dvanácti podle použitého algoritmu) porovnáván se vstupním signálem. Kmitočet oscilátoru jo udržován na taková hodnotě, aby oba uvedené signály byly synchronní. Vzhledem k tomu, že kmitočtem oscilátoru Jo současně spouštěn Λ/D přovodník £, jo vstupní oignál vzorkován celistvým ná. sobkem vstupního kmitočtu v okvidistantních časových intervalech. Data z A/D převodníku £ jsou přiváděna do procesoru £, ktorý ze všech odebraných vzorků za jednu periodu vypočte hodnotu přímo úměrnou harmonickému zkreslení vyhodnocovaného signálu a zobrazí ji na zobrazovači £. Pokud hutnicí stroj přejíždí po materiálu ve formě volná sypaniny, jc průběh zrychlení jeho vibrující pracovní části, tedy i signál ze snímače £ vibrací blízký harmonickému kmitu a hodnota zobrazovaná zobrazovačem £ je velmi nízká. S narůstajícím zhutněním zeminy je kmitání pracovní čusti stroje stále více ovlivňováno hutněným podložím, což se projevuje narůstajícím zkreslením signálu ze snímače £ vibrací. S narůstajícím zhutněním se zvyšuje i hodnota zobrazovaná zobrazovačem £.

Funkce zařízení podle obr. 2 je v podstatě shodná, s funkcí zařízení podle obr. 1 s tím rozdílem, že signál je po odfiltrování rušivých částí spektra v dolnofrekvenční. propusti £ přiveden do kompresního zesilovače ££, který udržuje úroveň signálu na hodnotě optimální pro zpracování v A/D převodníku £. Z výstupu kompresního zesilovače II jc signál přivodon na signálový vstup A/D převodníku £ a současně na vstup obvodu fázového závěuu £. Funkce další části zařízení zcola odpovídá funkčnímu popisu zařízení podlo obr. 1.

Funkce zařízení podle obr. 3 je v podstatě shodná s funkcí zařízení podle obr, 2 s tím rozdílem, že signál je po odfiltrování rušivých částí spektra v dolnofrekvenční propusti £ přiveden jednak do kompresního zesilovače 11 a současně do prahového detektoru

12. V případě poklesu úrovně signálu pod hodnotu sepnutí prahového detektoru 12 jc blokován výpočetní algoritmus procesoru £ aktivací jeho druhého přerušovacího vstupu. Tímto způsobem je blokována analýza signálů nízké úrovně v době, kdy není v činnosti vibrační díl zhutňovacího stroje.

Zařízení podlo vynálezu lze využít při kontinuálním nedestruktivním měření míry zhutnění zemin při jejich zhutňování vibračními zhutňovacími stroji, zejména vibračními zhutňovacími válci.

CS 273 040 Dl

Claims (3)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   í. Zařízení pro kontinuální nedestruktivní měření míry zhutnění zemin při jejich zhutňování vibračním zbutnovacím strojem, na jehož alespoň jednu pracovní Část vykonávající kmitový pohyb oproti zhutňovnnému materiálu je pevně uchycen snímač vibrací, vyznačující so tím, ίο snímač (1) vibrací je připojen přes mezilehlý zesilovač (2) a dolnofrekvenční propust (3) k signálovému vstupu A/D převodníku (4) a současně ke vstupu obvodu fázového závěsu (5), příčeni?, výstup obvodu fázového závěsu (5) je připojen ko spouštěcímu vstupu A/D převodníku (4) a datové výstupy A/D přovodníku (4) jsou spojeny s jednou vstupní bránou procesoru (6) dále je stavový výstup A/D převodníku (4) spojen s přerušovacím vstupem procesoru (6), k nňmu? je připojena klávesnice (7), zobrazovat'; (U), datová pamět (9) a pamět (ID) programu,
2. 2. Zařízení podle bodu 1, vyznačující so tím, že výstup dolnofrekvenční propusti (3) jo připojen ke vstupu kompresního zesilovače (11), jehož výstup je spojen se signálových vstupem A/D převodníku (4) a současně se vstupem obvodu fázového závěsu (5).
3. 3. Zařízení podlo bodu 1 a 2,vyznačující sú tím, že k výstupu dolnofrekvenční propusti (3) je připojen prahový detektor (12), jehož výstup jo připojen k dalšímu přerušovacímu vstupu procesoru (6).

   3 výkresy

   CS 273 840 81